波浪驱动海洋剖面测量系统动力特性分析与仿真研究

海洋能的有效利用一直是海洋领域的研究热点。近年来，一种由波浪驱动的垂直剖面测量系统成功问世。它利用海表面无时不在的波浪能，驱动测量平台升沉，成功进行海洋垂直剖面自动测量。在我国，中科院海洋研究所已首先研制出系统样机。.为更好地满足不同目的应用需求，需深入研究系统在风、浪、流联合作用下的动力特性，最大限度的提高波浪能传递的效率，提高剖面深度和在位生存时间。诚然，这是一个较复杂的动力学问题，由于其运动与外力相互影响及耦合，在实验室条件下很难准确描述真实系统。本课题拟在理论分析的基础上，将数值模拟与仿真相结合，对其在不同的风浪流作用下的动力学特性进行理论分析，并作仿真验证，以期反演出该系统在真实海况下的工作状态，为其最优化设计，提供有力的手段和技术支持。

波浪驱动海洋要素垂直剖面测量系统在水下工作时，受三维方向的流的作用，会呈现不同工作姿态，因而整体的稳定性受影响较大。本课题对水下受力情况进行里了详尽的数值分析，建立了数学模型，进而做了仿真开发研究，给出了便于应用的直观仿真模型。利用已获取的深、浅海现场实测海流数据，通过仿真，反演出了该海况下测量系统的虚拟就位状态；得出了较为理想工作运动曲线，并分析了可满足系统高效工作的海流与水深关系。.. 本课题通过一系列理论与实践研究，配合计算机软件编程，开发仿真模型，完成了海洋要素垂直剖面测量系统动力响应的数值模拟和仿真工作，为实现系统最终的下海运行做出了科学的预演。. 为证实仿真结果的科学性，团队成员专门搭载科考航次，进行了波浪驱动海洋要素垂直剖面测量系统的海上实验，实验结果证明，在仿真结果的参考下做了局部改进的新型系统，在水中高效的完成了测量工作，获取了高质量的观测数据。. 依托本项课题的研究，团队成员共发表6篇科研论文，有3篇论文被EI收录，另外3篇为中文核心期刊论文，申请并获得授权专利3项，完成了项目的预期目标。