潘彬彬
- 作品数：11 被引量：50H指数：4
- 供职机构：上海海洋大学海洋科学学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金上海市“科技创新行动计划”上海市科学技术委员会资助项目更多>>
- 相关领域：天文地球自动化与计算机技术农业科学环境科学与工程更多>>
- 面向深海着陆器全局动态路径规划方法
- 2022年
- 为提升深海着陆器三维路径规划全局最优性与动态避障能力,提出了一种融合改进蚁群算法和人工势场法的全局动态路径规划方法。基于传统蚁群算法,引入路径偏移程度,优化构建启发函数,简化栅格地图并优化搜索空间,提升了蚁群算法在三维路径规划中的收敛响应速度。在此基础上,选取改进蚁群算法产生的全局路径中有效关键点作为连续子目标点,融合人工势场法,构建全局路径规划势场模型函数,在保证全局路径规划较优的基础上,提高了路径的平滑性和局部避障能力。利用实验算例验证了方法的有效性,方法能够为水下仪器、水下机器人、水下设备自主导航的规划与优化提供帮助与参考。
- 吕超李思念刘爽潘彬彬
- 关键词：三维路径规划蚁群算法人工势场法
- 4500 m深海剖面浮标液压系统试验研究
- 2019年
- 为了将2 000 m常规剖面浮标延伸到4 500 m的大深度,设计了一款用于深海剖面浮标的浮力调节系统。该浮力调节系统主要由电机、液压泵、液压阀、油囊、管路等元件组成。设计了一款液压测试台对浮标液压系统进行测试,同时利用MATLAB软件串口通信实现对电机、电磁换向阀的控制以及数据的采集,并将采集的数据通过GUI界面实时显示。测试结果表明:该液压系统能满足4 500 m深海剖面浮标的研制需要,各液压元件在低压和高压状态下均能正常工作,并获得了电机、液压泵、调速阀等特性曲线,对深海剖面浮标的研制有重大作用。
- 陈鹿崔维成崔维成潘彬彬
- 关键词：剖面浮标
- 深海剖面测量浮标节能研究被引量：7
- 2017年
- 为了设计体积小、重量轻的深海水深剖面测量浮标,论文提出了一种节能方案。为了实现对深海剖面测量浮标能耗的模拟研究,通过试验获得深海剖面测量浮标特定元件功耗等特性数据。考虑海水密度变化对其浮力调节的影响,对深海剖面测量浮标建立纵向运动模型,并应用四阶五级龙格库塔法对常微分方程的初值问题进行求解。结果表明:该节能方案有效地控制了上浮速度,其上浮速度在0.1~0.19m/s之间,并节约能量约51.16%,为深海剖面测量浮标的优化设计提供了理论基础。
- 陈鹿崔维成崔维成
- 关键词：节能
- 自动剖面浮标研究现状及展望被引量：29
- 2017年
- 回顾了自动剖面浮标的发展历程,自动剖面浮标由Swollow提出的中性浮子发展而来,演变到现在的PROVOR型、APEX型、SOLO型等自动剖面浮标。文中介绍了Argo计划中几种主要的自动剖面浮标,其浮力调节原理主要是通过改变浮标在水中的排水体积实现自动沉浮,从而测量水的温度、盐度、深度等数据。对常规(<2 000 m)和深海(>2 000 m)自动剖面浮标进行比较,大部分深海自动剖面浮标耐压结构已经采用球形设计,浮标受压后变形小且可减轻浮标自重;单冲程柱塞泵改变为体积较小的液压泵,提供超高压的同时可以充分利用球体空间。目前,常规自动剖面浮标已广泛应用到海洋环境数据的调查、收集,而深海自动剖面浮标仍处于研发与试验阶段,面临诸多的技术挑战,对浮标的可靠性提出了更高的要求。
- 陈鹿潘彬彬曹正良崔维成
- 深海浮标反应舱的设计与有限元仿真
- 2024年
- 为了帮助极地深海设备平台解决穿透冰层的问题,深海浮标上搭载了一种反应舱加热装置。该装置是一个封闭式圆筒化学反应容器,其四周是外径为180 mm的铝合金筒体,上下底面采用端盖进行密封,并且内部穿插了各种管道。在设计方案基础上对反应舱进行耐压设计,采用SolidWorks软件和ANSYS Workbench软件对反应舱壳体进行结构设计及静力学有限元仿真分析。研究结果表明:该反应舱壳体的筒壁和端盖厚度均设计可靠,在水下375 m压力环境下工作时所受的等效应力和变形均在安全范围之内。
- 周京杰潘彬彬
- 关键词：铝合金筒体有限元仿真
- 多种多学科设计优化方法的比较研究
- 2017年
- 多学科设计优化(Multidisciplinary Design Optimization,MDO)是一种通过充分探索和利用系统间的相互作用的协同机制来设计复杂系统工程和子系统的方法论.随着多学科设计优化方法在船舶与海洋工程中的广泛应用,多学科设计优化方法越来越受到重视,目前已经发展出了多种不同的具体算法.该文的主要目的就是对这些现有的算法开展比较研究,为后续的应用选择奠定基础.论文首先介绍了MDO算法的分类和发展,对各种MDO算法的优缺点进行了比较分析,最后再通过具体算例来显示这些方法的差别.
- 陈鹿崔维成潘彬彬
- 关键词：多学科设计优化
- 海洋沉积物溶解氧消耗研究进展被引量：3
- 2023年
- 海底沉积物—水界面的耗氧通量是海底沉积物有机质矿化速率的重要表征参数,因此,开展沉积物耗氧特征的研究有助于了解整个海洋的碳循环过程。目前,海洋沉积物耗氧测量的主流方法包括溶解氧浓度微剖面法、底栖培养箱法以及涡度协方差技术。其中,新兴的涡度协方差技术是一种非侵入式且能反映较大范围内溶解氧通量的测试方法,具有很强的应用前景。从全球来看,大部分海域的海底耗氧通量主要受水深和初级生产力的控制,海底扩散耗氧通量和总耗氧通量均随着水深的增加而显著降低,且海底扩散耗氧通量与总耗氧通量的比值随水深增大逐渐趋近于1,这主要是由底栖生物量及其对海底耗氧的贡献随水深增大而显著降低引起的。尽管海底耗氧观测已开展了逾半个世纪,但海底原位数据仍然十分匮乏,尤其是在深海和一些极端海洋环境,且目前大量实测数据依然以短时间内的单点监测为主。在全球变暖和人类活动对海洋环境和生态系统影响日益增长的大背景下,开展高精度、长时序的海底原位耗氧观测将是今后重要的发展趋势。
- 郑旻罗敏潘彬彬潘彬彬
- 关键词：溶解氧碳循环早期成岩作用生物地球化学
- 基于BLISCO的深海剖面浮标设计优化
- 2018年
- 剖面浮标被广泛应用在国际"Argo"计划中,通过在海洋中上浮下潜运动来收集海水温、盐、深等物理参数。为了满足科学研究的需要,将常规2 000 m的剖面观测深度延伸至更深的海区十分有必要。为了设计一款性能优越的4 500 m深海剖面浮标,文章针对深海剖面浮标的特点,以液压系统的性能参数为依据,以100个测量剖面为设计目标,同时考虑到浮标露出水面的干舷高度、在深海环境下体积压缩以及其内部各模块之间的关联与耦合,建立深海剖面浮标概念设计的多学科设计优化模型,应用BLISCO多学科设计优化算法框架进行总体设计优化,优化后的总重量为48.773 kg,与日本的4 000 m的深海剖面浮标相比,重量减小了2.52%,测量剖面数增加了30个。设计优化结果表明,该型深海浮标的设计能满足深海环境下的测量要求,且性能优于日本的4 000 m级深海剖面浮标。
- 陈鹿崔维成崔维成
- 关键词：多学科设计优化
- 基于智能材料的深海执行器及海洋仿生机器人研究综述被引量：7
- 2022年
- 在"关心海洋、认识海洋、经略海洋"的战略背景下,智慧海洋工程开始向深海推进。新概念海洋装备逐渐向全海深、多学科、精细化、智能化、小型化和低能耗方向发展。智能材料是一种集感知、驱动和控制为一体的新型功能材料,以此为基础的深海执行器和海洋仿生机器人是近年来海洋科学技术的前沿之一。目前,基于智能材料的深海执行器和海洋仿生机器人的深海工程化应用尚处于起步阶段,仍有很多技术难题需要攻克。本文对现阶段国际上常见的智能驱动材料的结构属性和驱动机理进行了介绍,综述了基于智能材料的深海执行器和海洋仿生机器人的国内外研究现状,指出了实际深海工程化应用所需要解决的关键技术挑战,并对未来的发展趋势进行了概述。
- 郭健潘彬彬潘彬彬崔维成韩挚阳
- 三种深渊钩虾肠道微生物组成与群落结构被引量：5
- 2020年
- 针对马里亚纳海沟、玛索海沟、新不列颠海沟东部、新不列颠海沟中部等4个采样点的3种钩虾共120个样品,利用16S rRNA-RFLP分析方法对不同样品间的微生物组成进行研究,并比较了4个采样点的细菌群落结构多样性。结果表明:4个采样点钩虾肠道的微生物多样性有着显著差别。马里亚纳海沟Hirondellea gigas钩虾肠道细菌的优势菌群为嗜冷单胞菌属(Psychromonas sp.)和Uncultured bacterium,分别占37.05%和18.52%。玛索海沟Bathycallisoma(syn.Scopelocheirus)schellenbergi钩虾肠道细菌的优势菌群为Uncultured Mollicutes bacterium和Uncultured deep-sea bacterium,分别占62.5%和25%。新不列颠海沟东部Alicella gigantean钩虾肠道细菌的优势菌群为Uncultured Mollicutes bacterium和Uncultured Mycoplasmataceae bacterium,含量分别占到50%和44.44%。新不列颠中部的A.gigantean钩虾肠道细菌的优势菌群为Psychromonas sp.、Uncultured Mollicutes bacterium、Uncultured Mycoplasmataceae bacterium和Uncultured bacterium,含量分别为39.29%、32.14%、14.29%和10.71%。Uncultured Mollicutes bacterium在玛索海沟S.schellenbergi肠道内占了62.5%,在新不列颠海沟东部A.gigantean肠道内的含量为50%,在新不列颠海沟中部A.gigantean肠道内含量为32.14%,而在马里亚纳海沟H.gigas肠道中仅占3.7%。由此可见,4个采样点3种钩虾肠道内微生物多样性丰富、且存在较大的差异,马里亚纳海沟H.gigas肠道内微生物物种最丰富、且种群结构最复杂,玛索海沟S.schellenbergi钩虾和新不列颠海沟A.gigantean钩虾次之。
- 耿道强产久林潘彬彬许强华许强华
