以对氢气易于反应的钯为催化材料、钯的沉积厚度和热处理条件为变量,研究三氧化钨薄膜的物理化学性能及气体反应特性。结果表明,三氧化钨在500 ℃以上时呈现四方晶体的多晶态,钯沉积对三氧化钨的晶体结构没有影响,但是随着钯的添加抑制了三氧化钨的晶粒生长。500 ℃以上热处理时钯在薄膜表面呈现小球状,600 ℃以上热处理时钯粒子在薄膜表面凝结或扩散到材料内部。沉积钯 2 nm的薄膜在工作温度250 ℃时反应灵敏度和恢复特性对氢气的检测特性最好。
本文在测定有机质含量的臭氧氧化发光实验平台的基础上,验证了反应方程,建立了根据臭氧氧化发光特征估算有机质组成的模型。实验表明,臭氧氧化发光法能够测定植物和土壤的有机质组成。相比传统方法,该方法快速、无污染,应用价值较大。
本文将臭氧生成灵敏度指标Φ=kHC+OH[HC]/kNOx+OH[NOx]及其影响参数作为输入参数,建立了人工神经网络模型,预测了日本海利尻岛海洋大气边界层臭氧生成的控制因素及其灵敏度特征。预测结果与化学模式计算结果基本一致,证明文中所建立的人工神经网络模型具有较好的预测性能。研究结果表明,人工神经网络模型可以作为一个有效的工具用于对流层臭氧生成灵敏度特征的确定及相关的臭氧消除策略制定。
研究了驳船液体舱室中自由液面的分布以及舱容率对船舶浮态和稳性的影响,计算了船舶在风载荷作用下的稳性衡准数,并对船舶破舱稳性进行了分析,分析结果可为驳船实浮拒航提供参考。
为有效地实现大规模、多类型海洋资料浮标的运行监控与管理,依托北斗二代卫星导航系统的定位和短信通信功能,分别实现浮标位置定位和数据传送,将北斗定位与GPS定位相结合以弥补位置数据丢失、错误等问题。通过数据分包技术克服北斗通讯数据长度的限制,并设计了数据包缓冲接收和数据包动态拼接的方法,有效地实现大规模的浮标数据接收处理。实验结果表明,该方式定位精度高、通讯稳定性好、数据接收率高,能有效满足海洋资料浮标用户对于浮标的管理需求。
本文提出一种海洋倾倒自动监视系统的设计方法,采用高速单片机C8051F020,配合霍尼韦尔943系列超声波传感器,通过高性能滤波算法消除船只摇摆和波浪的影响,得到准确的船舶吃水线高度值。测量数据包含GPS信息、船舶状态等信息,经过特殊加密算法处理,通过DTU实时发送至岸站接收系统,作为倾倒管理和执法的依据。
基于迈克尔逊不等臂干涉原理研制了海洋环境噪声声压监测系统,提出了一种调制与跟踪补偿的信号细分方法,提高了抗干扰能力与测量精度,并对产生误差的原因与消除方法进行了分析。
在分析化学发光动力学曲线用于定量分析的理论基础上,提出了利用臭氧和海水化学反应发光来测定海水总有机碳的方法。实验结果证明,该方法快速、有效。
下垂式安装较适用于深水水下设施下放,且对安装船舶的要求小,操作方便。本文采用船体、索和水下设施三者间的非线性耦合时域分析技术,建立了安装船舶水动力计算模型、安装吊索和水下设施Morison模型,检查收敛精度,选择计算参数。针对管汇下垂安装入水过程进行数值模拟分析,对我国深海工程施工有一定的参考价值。
为研究消声结构参数对消声性能的影响,建立了消声器声场有限元模型,并在模型边界上施加相应的边界条件,通过计算求得不同结构参数下消声器的传递损失,以分析不同的结构参数对消声器的消声性能的影响。计算发现采用内径20 mm的微穿孔管可有效降低3~6 kHz频段内的噪声,微穿孔管的单节管长应为1/4波长的9倍,管上孔洞按正方形分布,开孔直径0.4 mm,开孔率4.8%。
本文分析了并行Costas信号脉压方法,设计了基于“通用图形处理单元(GPGPU)”的处理模型, 并基于“铺路爪”雷达参数实现了Costas信号的方案。该方案在8片Nvidia tesla C1060的异构系统上对5418个通道脉压处理耗时514.3 ms, 比通用CPU处理系统速度提升574倍。研究结果对新一代异构高性能雷达信号处理系统的设计具有很好的参考意义。
根据容器内水气混合物中水和空气体积比例不受容器摇晃振动等因素的影响而发生变化的特性,提出了一种以水量体积比为特征参量的船用降水量测量方法,并对其测量机理展开论述,最终建立起电容量-降水量的映射关系,并进行了实验验证。该方法为解决船舶平台降水精确测量问题提供了新思路。
根据风速风向传感器的原理,结合带编码器的无刷电机,以AVR单片机为核心控制器,设计了可以模拟测试多种风速风向传感器风速数据准确性的风速模拟器。实验结果证明,基于AVR单片机的风速模拟器达到设计要求,体积小、功耗低且可靠性高,可以准确地模拟测试风速数据。
设计了一种气象仪功能模块进行的快速检测的自动检测仪,通过解析功能模块反馈回来的采样数据,并与发出的标准信号进行对比,得到功能模块的检测结果。本文给出了该系统的设计思路以及硬件和软件的设计方法。应用结果表明,该自动检测仪能够实现快速检测与单纯依靠人工方式相比,显著缩短了检测时间。
针对船舶气象仪存储的数据无法用常规方式打开阅读的问题,本文采用Mirosoft Visual C++6.0作为开发环境设计了对存储的数据进行转换的应用界面,实现了对存储数据的回放功能。海上现场,试验数据验证,表明,该数据回放程序运算和处理结果准确可靠,最终生成的文本文件可读性强。
为解决多种类、多维数的异构海洋观测数据的读取问题,运用面向对象的思想对NetCDF文件中的元数据和数据进行对象化,提出了包括文件、维度、属性、变量和其类型等的类层次构建方法。以组件技术对其进行封装,并和网格、树以及绘图组件集成为桌面化读取软件,把海洋观测数据以二维表格和图像可视化的方式直观形象的表达出来。该软件运行稳定,系统耦合度低,能够满足当前数据读取的需求。
针对海洋环境监测中视频采集设备因拍摄条件限制引起的梯形失真、倾斜失真和波高失真三类主要问题,提出一种以二维投影的三维还原为基础的视频采集处理的补偿算法。通过坐标和倾角偏移量补偿,还原失真的目标图像,并在此基础上进行目标测量信息处理,从而得到更加准确合理的测量结果。实验证明,该算法可根据任意位置参数实现失真图像的准确修复,精度高且易于实现。
针对传统图像分割方法存在的弊端,本文采用K均值聚类方法对海上复杂背景下的目标识别进行研究。实验结果表明,采用该方法能够有效地进行复杂背景下海上目标的提取,并且保留目标的细节信息。
基于以太网技术开发了海洋观测平台的数据采集处理软件系统,系统通过B/S和C/S两种软件架构实现了准确快捷的采集处理气象、水文和波浪数据,并通过无线以太网实现数据的共享。该系统可为海洋观测预报提供准确可靠的数据支持。
在分析随机海浪的波倾角和能量谱以及船舶运动受力的基础上,建立了随机海浪的仿真模型,利用MATLAB软件对海浪波倾角及船舶的横摇运动进行了仿真,为船舶横摇控制及隔离船摇稳定平台的建立奠定了基础。
当海况较高时,海浪干扰力矩远大于船舵控制力矩,通过操舵很难减小航向偏离幅度,导致无效操舵次数增加。本文采用航向滤波的方法对航向信号进行处理,滤除海浪干扰主值频段对航向控制系统的影响,减少航向控制系统对海浪干扰主值频段的响应,从而减少无效操舵,降低舵机能量消耗和磨损。
运用荧光检测技术,设计了一款用于海水中油含量检测的在线式传感器。实验表明该传感器性能稳定,检出限为3 μg/L,通过分段标定后线性检测范围可扩展到1 mg/L, 初步具备了海水中油含量的现场测量能力。