检索结果-内蒙古大学图书馆

电子与信息学报 2024年第8期46卷 3295-3304页

作者：刘凇佐王虔李磊李慧余赟哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001 哈尔滨工程大学三亚南海创新发展基地三亚572024 中国石油大学(华东)海洋与空间信息学院青岛266580 哈尔滨工程大学智能科学与工程学院哈尔滨150001 海军装备研究院北京100161

该文针对漂流浮标的轨迹预测问题,提出一种基于深度学习框架的端对端预测模型。由于不同海域的水动力模型存在较大差异,针对海面漂流浮标的流体载荷计算也较为复杂。因此,该文根据漂流浮标历史轨迹形成的多维时间序列,提出更具有普适性... 详细信息

该文针对漂流浮标的轨迹预测问题,提出一种基于深度学习框架的端对端预测模型。由于不同海域的水动力模型存在较大差异,针对海面漂流浮标的流体载荷计算也较为复杂。因此,该文根据漂流浮标历史轨迹形成的多维时间序列,提出更具有普适性的基于数据驱动的轨迹预测模型。该模型将粒子群优化算法(PSO)与门控循环单元(GRU)结合,使用PSO算法对GRU神经网络的超参数进行初始化,经过多次迁移迭代训练后获得最优漂流浮标轨迹预测模型。最后使用多个北大西洋真实漂流浮标轨迹数据进行验证,结果表明PSOGRU算法能够实现准确的漂流浮标轨迹预测。

关键词：漂流浮标轨迹预测粒子群优化门控循环单元

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基于高度计和漂流浮标数据的墨西哥湾东南部暖涡融合过程研究

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海洋学报 2023年第11期45卷 10-19页

作者：苑忠浩朱明明汪健平韩凯莉栾春蕾魏振华山东省海洋资源与环境研究院山东省海洋生态修复重点实验室山东烟台264006

本文结合卫星高度计和漂流浮标数据,采取海表面高度法发现并跟踪了墨西哥湾东南部附近发生的一次暖涡融合事件,通过该典型暖涡融合过程的研究初步揭示了涡间融合作用模式,有助于进一步理解复杂涡旋作用机制。欧拉涡旋结果显示,一对暖涡... 详细信息

本文结合卫星高度计和漂流浮标数据,采取海表面高度法发现并跟踪了墨西哥湾东南部附近发生的一次暖涡融合事件,通过该典型暖涡融合过程的研究初步揭示了涡间融合作用模式,有助于进一步理解复杂涡旋作用机制。欧拉涡旋结果显示,一对暖涡彼此吸引并伴随传播3周以上,随后融合为统一涡旋结构并继续向西传播。被其捕获的浮标提供了融合前后的拉格朗日涡旋轨迹,在融合发生前8天时,一个浮标随水流交换切换了原本追随的暖涡,表明融合事件被高度计观测到之前,涡间水体交流作用已经比较显著。融合前后,欧拉涡旋和拉格朗日涡旋半径均存在较大改变,其中欧拉半径提升了96.2%,受两个暖涡牵引的漂流浮标的拉格朗日半径分别提升了49.1%和115.6%。受融合效应影响,海表面温度场也表现出不同的环境响应,进一步验证了融合过程的发生。最后,对融合前后动能、涡度和散度等动力学演变,以及半径、振幅和形状等形态学变化的分析表明:融合大致经历了涡旋渐近、水体交流、轮廓压缩形变、拉长椭圆涡旋生成和边界重塑等过程;涡心所在平面的垂直结构主要表现为由双峰向单峰的演变;涡旋融合后实现了能量向中尺度的逆级联;受限于单核涡结构,在融合过程中部分属性统计存在偏差,可能导致事件前后发生突变。

关键词：暖涡涡旋融合卫星高度计漂流浮标

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基于漂流浮标观测分析日本福岛以东表层海洋物质的散播轨迹

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海洋与湖沼 2022年第5期53卷 1027-1044页

作者：卢锡胡石建王凡胡敦欣刘海龙刁新源于仁成中国科学院海洋研究所海洋环流与波动重点实验室山东青岛266071 中国科学院海洋大科学研究中心山东青岛266071 中国科学院大学北京100049 青岛海洋科学与技术试点国家实验室山东青岛266237 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京100029

认识海洋中的物质如何散播对于理解海洋环境变化和人类活动污染在海洋中的扩散过程具有非常重要的意义。利用历史海表漂流浮标观测数据,对日本福岛以东海域的表层物质散播轨迹进行了拉格朗日示踪分析和观测模拟试验研究。结果发现,福岛... 详细信息

认识海洋中的物质如何散播对于理解海洋环境变化和人类活动污染在海洋中的扩散过程具有非常重要的意义。利用历史海表漂流浮标观测数据,对日本福岛以东海域的表层物质散播轨迹进行了拉格朗日示踪分析和观测模拟试验研究。结果发现,福岛以东海域海表浮标的散播路径主要分为东、南两支,其中速度较快的东支为主要通道,沿黑潮延伸体汇入北太平洋流,最短用时大约22个月即可到达北美西海岸;南支则沿黑潮延伸体以南的大范围南向流向西南方向运移,速度较慢且明显受涡旋活动影响,最快大约5个月即可到达吕宋海峡和中国台湾以东海域,进而进入南海和东海等中国近海海域。通过开展观测模拟试验,发现海表浮标散播的概率密度分布呈现以福岛附近海域为核心、向西南和正东方向递减扩展的形态,其中,到达中国近海的浮标主要通过吕宋海峡进入。文章详细讨论了研究结果的局限性、不足之处,以及因基于大量现场观测而具备的重要参考价值。

关键词：福岛核污染西太平洋扩散轨迹漂流浮标

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漂流浮标设计及其水动力性能研究

漂流浮标设计及其水动力性能研究

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作者：徐珂青岛科技大学

学位级别：硕士

关于海流流动规律和生成机制的研究一直是海洋研究中的一个重要课题,对于国家的经济、文化以及国防军事建设具有重要意义。漂流浮标具有体积小、投放方便、操作简单、使用范围广等优点,被广泛应用在海流测量与监测。根据漂流浮标的技术... 详细信息

关于海流流动规律和生成机制的研究一直是海洋研究中的一个重要课题,对于国家的经济、文化以及国防军事建设具有重要意义。漂流浮标具有体积小、投放方便、操作简单、使用范围广等优点,被广泛应用在海流测量与监测。根据漂流浮标的技术要求设计出一种安全性高、观测精度高的漂流浮标,并进行了力学分析、流场分析和水动力性能分析。漂流浮标由浮标体、水帆和定位通讯模块三部分组成。根据漂流浮标的各部分技术要求,完成漂流浮标的设计。定位通讯模块的设计包括铱星通讯模块的选型,四臂螺旋天线的设计、电源功耗的计算、客户端模块的选择与邮箱数据的解压;浮标体的设计包括结构的设计、材质的选择、固定方式、隐蔽性及疏水性设计;水帆的设计包括结构的设计、材质的选择。求解环境载荷力对于漂流浮标浮标体的影响,计算极限生存环境下的环境载荷,通过ANSYS Workbench中的Static Structure模块进行静力学分析,确保浮标体满足强度要求;通过Eigenvalue Buckling模块进行特征屈曲分析,验证浮标体的稳定性;通过Fluent模块进行流场分析,模拟风与海水作用下的流场结果:风与海水对球形浮标体的影响最小,葫芦形浮标体次之,圆柱形浮标体最大。通过Hydrodynamic Diffraction模块对漂流浮标浮标体进行水动力性能分析,研究波浪对于浮标体的影响。主要包括附加质量系数、阻尼系数、一阶线性波浪力和RAO响应因子。通过对比分析得出葫芦形浮标体的耐波性最好,球形次之,圆柱形浮标体的耐波性最差。通过Hydrodynamic Response模块对漂流浮标整体进行分析,研究在风载荷、海流载荷与波浪载荷的共同作用下漂流浮标的水动力性能,通过对比分析得出葫芦形漂流浮标的水动力性能优于圆柱形漂流浮标与球形漂流浮标。通过葫芦形浮标体的优化设计可以得出减小最大外径尺寸可以有效提高水动力性能。完成漂流浮标的设计后,在岸边完成定位传输系统的测试与漂流浮标的整体浮力测试,在南海东沙群岛附近布放数套漂流浮标并成功回收数据。

关键词：漂流浮标设计力学分析流场分析水动力性能分析

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根据漂流浮标资料对黑潮15m层流路及流轴特征的分析

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海洋科学进展 2014年第3期32卷 316-323页

作者：于龙熊学军郭延良郭永青国家海洋局第一海洋研究所山东青岛266061 海洋环境科学和数值模拟国家海洋局重点实验室山东青岛266061 中国海洋大学海洋环境学院山东青岛266100

利用1979-02-2012-03共33 a的水帆位于15m层的Argos漂流浮标资料,绘制黑潮流系15m层的多年年平均和月平均流场,运用特征线方法计算得到黑潮流轴,定义黑潮流动路径的边界为流速大小20～30 cm/s的过渡性区域.结果显示：黑潮多年年平均流... 详细信息

利用1979-02-2012-03共33 a的水帆位于15m层的Argos漂流浮标资料,绘制黑潮流系15m层的多年年平均和月平均流场,运用特征线方法计算得到黑潮流轴,定义黑潮流动路径的边界为流速大小20～30 cm/s的过渡性区域.结果显示：黑潮多年年平均流路大致是一个以（13°30′N,142°00′E）为圆心、2 235 km为半径的直角弧段,其在吕宋海峡、台湾东北、九州西南及伊豆海岭附近海区发生气旋式弯曲前先进行反气旋式弯曲调整,弯曲处出现的路径开口主要是支流的并入或分支的流出;黑潮流轴整体性偏向黑潮左边界,其中在吕宋岛东北至台湾以东海域最为显著,在本州岛以南海域次之,而在东海段基本居中;黑潮流路上的流速在总体上由南向北呈增大趋势,但并非沿流路持续性逐渐增加,而是呈现出较平直流段的大流速区和弯曲调整流段的低流速区相互交错的状况,其中四国岛以南至伊豆诸岛以西流段的流速为最大.多年月平均流场显示,2月,5月,8月和11月这4个月份是黑潮流路和流轴发生变化的重要转折期,而1月,4月,7月和10月这4个月份则是各季节的代表月份.其中,冬季月份的黑潮流路和流轴最为曲折,向边缘海发生显著入侵;夏季月份的黑潮流路和流轴最为平直,左侧伴随有北向流动;春、秋两季的过渡性特征则比较明显.

关键词：漂流浮标黑潮流路流轴

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2010年夏季大连溢油事件期间北黄海漂流浮标移动轨迹的数值模拟

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海洋科学 2012年第11期36卷 1-6页

作者：李峣何蕾袁东亮王铮中国科学院海洋研究所山东青岛266071 中国科学院海洋环流与波动重点实验室山东青岛266071 中国科学院研究生院北京100049

采用双层单向嵌套的普林斯顿大学海洋模式(POM)对2010年夏季大连溢油事件期间北黄海释放的表层漂流浮标的移动轨迹进行了数值模拟,模拟结果与实测轨迹基本吻合,模拟的表层流速纬向和经向分量与观测数据的相关系数在两观测点分别达到了0.... 详细信息

采用双层单向嵌套的普林斯顿大学海洋模式(POM)对2010年夏季大连溢油事件期间北黄海释放的表层漂流浮标的移动轨迹进行了数值模拟,模拟结果与实测轨迹基本吻合,模拟的表层流速纬向和经向分量与观测数据的相关系数在两观测点分别达到了0.6548,0.3659和0.4836,0.3961,均明显大于95%置信区间下的显著性临界值0.1946,但是模拟的浮标移动速度明显慢于观测。模拟出的速度时间序列在变化趋势上与实测吻合良好,但是流速数值相对于观测整体上偏小。该数值模拟系统能够较准确地模拟出2010年大连溢油事件期间北黄海的流场及漂流浮标的运动趋势,为北黄海的环境预警、灾害评估等相关研究提供有益的参考。

关键词：北黄海大连溢油数值模拟漂流浮标

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基于卫星漂流浮标轨迹的东海边界交换估算方法研究

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海洋学研究 2018年第1期36卷 27-34页

作者：武则州周锋卫星海洋环境动力学国家重点实验室浙江杭州310012 国家海洋局第二海洋研究所浙江杭州310012 浙江大学海洋学院浙江舟山316021

东海陆架斜坡和台湾海峡是我国东部近海从大洋和南海获取热量、盐量和营养盐的两个主要边界。本文建立了一个不规则分布漂流浮标轨迹的网格化处理方法和跨边界交换估算方法。该方法得到的漂流浮标轨迹累计次数再现了黑潮主轴位置并表明... 详细信息

东海陆架斜坡和台湾海峡是我国东部近海从大洋和南海获取热量、盐量和营养盐的两个主要边界。本文建立了一个不规则分布漂流浮标轨迹的网格化处理方法和跨边界交换估算方法。该方法得到的漂流浮标轨迹累计次数再现了黑潮主轴位置并表明主轴两侧浮标存在显著的跨陆坡交换现象。浮标轨迹的统计结果揭示了东海陆坡上水体交换具有显著的区域性,即陆坡上存在7个主要交换区,3个交换区以入流为主,另4个交换区以出流为主。研究也表明跨东海陆坡交换具有明显的季节变化特征,秋季交换最剧烈且入流最显著,春季最弱。穿越台湾海峡的交换主要以北向入流为主,海峡东侧的交换更加明显,一年之中夏季最显著,春、冬季最弱。

关键词：漂流浮标轨迹东海跨陆坡拉格朗日

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漂流浮标数据采集系统设计

漂流浮标数据采集系统设计

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作者：马庆锋中国海洋大学

学位级别：硕士

海洋观测是认识海洋、研究海洋、开发利用海洋的基础,海洋观测仪器则是海洋观测的工具和手段。漂流浮标是依照海洋调查、环境监测、气象预报和科学实验的需要而逐步发展起来的一种小型的海洋水文气象观测平台,具有自动连续采集海洋水文... 详细信息

海洋观测是认识海洋、研究海洋、开发利用海洋的基础,海洋观测仪器则是海洋观测的工具和手段。漂流浮标是依照海洋调查、环境监测、气象预报和科学实验的需要而逐步发展起来的一种小型的海洋水文气象观测平台,具有自动连续采集海洋水文气象数据、定位和传输数据等功能,可在各种海洋调查中对海流走向、流径进行大尺度测量。该类浮标有体积小、重量轻、便于投放、不易遭破坏、不受人为限制等特点,可在海洋中连续工作几个月至两年,适用于大面积海域调查、海气相互作用研究、自然灾害和突发性环境污染调查等诸多方面。由于受到漂流浮标体积小、工作时间长、抛弃式仪器等条件限制,漂流浮标数据采集系统在设计时,在尺寸、功耗、成本等方面要求比较高。本论文中针对这些要求,设计了一种低功耗、小尺寸、低成本的漂流浮标数据采集系统。本文主要研究了以下几个问题:软、硬件设计的低功耗设计和低功耗、低成本器件的选型。主要工作放在软、硬件的低功耗设计上。根据系统的功能需求,同时考虑目前低功耗化和微型化的发展趋势,选用了TI公司的一款16位超低功耗的混合信号处理器——MSP430F149单片机作为系统的主控芯片。器件及部分传感器选用低功耗器件,如FM3130、SP3819、MS5534B等,工作电压根据系统要求对CPU周围器件的电源实时控制;在传感器的选择方面,除了传感器性能和尺寸外,低功耗也是一个非常重要的考核指标;在继电器的选型设计时,摒弃了功耗较大的电磁式继电器等,采用两个MOS管设计了一种低功耗继电器电路。另外在软件设计时也充分考虑了低功耗要求:在满足系统要求的情况下系统时钟采用32768Hz,并且系统大部分时间处于睡眠状态,工作时由外部中断唤醒;及时关闭周围器件和传感器电源。经过5个多月的实验室实验,漂流浮标数据采集系统的各项指标达到了设计要求,其运行稳定可靠、尺寸满足要求、功耗低。

关键词：漂流浮标数据采集低功耗 MSP430F149

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基于漂流浮标的南大洋卫星高度计有效波高研究

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海洋通报 2021年第3期40卷 274-282页

作者：康建军毛润雨常怡婷邬海强周达国家海洋技术中心天津300112

随着技术的进步和数据处理方法的完善,经过修正的卫星高度计数据已获得普遍认可。但在南大洋缺少波浪现场数据,卫星高度计在极端恶劣气候条件下获得数据的准确度仍受到一定程度的质疑。中国于2020年第36次南极考察中,在南大洋布放了一... 详细信息

随着技术的进步和数据处理方法的完善,经过修正的卫星高度计数据已获得普遍认可。但在南大洋缺少波浪现场数据,卫星高度计在极端恶劣气候条件下获得数据的准确度仍受到一定程度的质疑。中国于2020年第36次南极考察中,在南大洋布放了一套感应耦合漂流浮标,可提供可靠的南大洋现场波浪数据。本文利用该漂流浮标2020年1月27日至9月29日共246天的有效波高数据与7颗卫星的高度计资料进行对比,研究了空间窗口的选取对卫星高度计与浮标数据比较的影响。选定了30 min、160 km的时空窗口,对两种波高数据进行了对比,两者具有较高的一致性,但存在一定的差异。最终得出了经过其他海域现场波浪数据修正的卫星高度计资料,不一定能准确刻画南大洋有效波高特征,需要更多的现场资料进行再次修正的结论。

关键词：卫星高度计漂流浮标有效波高南大洋

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FVCOM海洋模型模拟轨迹与漂流浮标实际运动轨迹的对比矫正

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测绘通报 2016年第12期 124-126页

作者：张倩然乔平玉山东科技大学测绘科学与工程学院山东青岛266000

为了更好地对海洋进行开发、保护和搜救工作,需要更多地了解海洋环境,并对海洋表面漂浮物的运动轨迹进行准确预测。本文通过监测获取的漂流浮标的实际运行轨迹数据,将其与海洋模型FVCOM预测出的位置轨迹数据进行对比,并计算比较两个位... 详细信息

为了更好地对海洋进行开发、保护和搜救工作,需要更多地了解海洋环境,并对海洋表面漂浮物的运动轨迹进行准确预测。本文通过监测获取的漂流浮标的实际运行轨迹数据,将其与海洋模型FVCOM预测出的位置轨迹数据进行对比,并计算比较两个位置轨迹之间的误差距离及关键点的位置情况,以此了解FVCOM海洋模型在各海域的实际预测情况,并根据风速情况对模型轨迹结果进行进一步矫正,从而使海洋模型能够更好地进行实际预测,进行海洋开发研究。

关键词：海洋模型漂流浮标运动轨迹

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