Experimental investigation on a cabin-suspended catamaran in terms of motion reduction and wave energy harvesting by means of a semi-active motion control system     

《Applied Ocean Research》2019

A novel concept catamaran equipped with a suspended cabin, named Wave Harmonizer Type 4 (WHzer-4), is proposed and evaluated. The mass-spring-mass system is constructed by mounting four sets of suspensions in-between the cabin and the twin-hull. Two sets of dual motor/generators (M/Gs) are attached on the center beam of the cabin's deck fore and aft. Each shaft-end of the dual M/Gs is connected to the twin-hull through a rack-pinion gear unit. In this way the vertical relative motion between the cabin and the twin-hull can be transferred into the rotational motion of the M/Gs, and vice versa. A semi-active motion control system, which contains a proportional-integral (PI) controller, is designed and applied to each of the dual M/Gs for the aim of absorbing wave energy under the condition of suppressing the local vertical velocity of the cabin as much as possible. A 1/5 scale model ship with a length of 1.6 m is built, and a forced-oscillation bench test is implemented to validate the performance of the control system. Then, a series of towing tank tests is carried out in regular head waves. The heave and pitch responses of the cabin, those of the twin-hull and the corresponding wave energy capture width ratio (CWR) at five control scenarios and two reference scenarios are investigated. Discussion on the results of the tank test shows that the motion reduction of the cabin and the wave energy harvesting can be achieved simultaneously at a few wave conditions. However, at other conditions, although noticeable amount of wave energy is harvested, motion reduction of the heave and pitch of the cabin could not be obtained at the same time. It is suggested that varying the gain settings of the PI controllers according to the location of the controllers may improve the effectiveness of the proposed control system.  相似文献   

北天山中段时变重力场离散小波多尺度分解     

陈丽  艾力夏提·玉山  朱治国  李瑞 《中国地震》2020,36(4):935-944

利用北天山地区2016～2019年观测的4期流动重力观测资料，分析研究一年尺度的重力场动态变化特征，并利用小波分析方法，将不同场源深度的重力异常进行分离。通过功率谱分析，获取各阶小波重力细节对应的场源深度。研究结果表明，2017年8月9日精河M_S6.6地震前，震中位于负值集中区，四阶小波重力细节显示震中附近出现明显的四象限分布；2020年1月16日库车M_S5.6地震前，震中位于负值区，小波重力细节整体量值较小；功率谱估算的场源近似深度与2次地震的震源深度相近。  相似文献   

基于噪声谱比法的内蒙古西部地区台站场地响应研究     

张珂  王鑫  王树波  张红才  宋晓燕 《大地测量与地球动力学》2020,40(6):646-651

利用内蒙古西部12个台站的地脉动噪声数据，采用噪声谱比法研究台站的场地响应情况。分析表明，台站场地响应按曲线形态可分为3类，且可能受地形地貌、局部构造和台基状况等条件影响。对比分析噪声谱比法与Moya方法的场地响应结果发现，场地响应曲线形态基本一致，只有极少数台站存在明显差异。结果表明，内蒙古西部区域大部分台站的台基状况总体较好，场地响应曲线较为平坦，无明显频率放大点。  相似文献   

基于WebGIS的地震应急快速反应系统设计与实现     

余其鹏  汪波 《地震地磁观测与研究》2020,41(4):239-250

根据镇江地震地质情况及防震减灾工作实际，通过需求分析及系统整体设计，建立基于WebGIS的地震信息数据库管理系统。系统采用Oracle数据库、JavaScript语言、Tomcat网站服务器，开发了具有地方特色的地震应急处置快速反应系统，系统可实现震后快速评估、辅助决策、震后趋势分析、震后应急资料产出等功能。实际应用表明，该系统达到了低成本、高效率的预期目标。  相似文献   

工程养护海滩对"803"风暴潮的响应过程研究     

朱磊  杨燕雄  杨雯  房克照 《海洋通报》2019,38(1):102-14

研究养护海滩对风暴潮的响应过程在人工养滩工程设计与施工中具有重要意义。老龙头养护海滩在竣工半个月后遭遇“803”风暴潮，导致岸滩滩肩最大蚀退 6.5 m，沙坝坝顶最大下蚀 1.2 m。在现场测量的基础上，利用 XBeach 建立风暴潮过程 的老龙头海滩海床演变模型，研究结果表明： （1） XBeach 模拟结果与实际地形变化侵淤趋势一致，风暴潮期间人工沙坝均向岸移动，但模拟结果的侵蚀程度更大，海滩响应更加剧烈； （2） 强浪条件下人工沙坝的透射系数为 0.29~0.42，常浪条件下透射系数为 0.45~0.95，因而人工沙坝在大浪条件下掩护作用更佳； （3） 风暴潮期间人工沙坝附近破波显著，坝顶流速明显增大，最大可达 1.21 m/s，是无人工沙坝情况下的 2.3 倍，而在人工沙坝向岸侧，因波能提前耗散，流速减为 0.28 m/s，是无人工沙坝时的 0.4 倍，且没有产生离岸流。老龙头养护工程整体泥沙损失较少，易于恢复.  相似文献   

基于观测的南海西沙海域深层近惯性振荡特征分析     

江森汇  吴泽文  舒勰俊 《海洋通报》2019,38(5):543-552

近惯性内波运动普遍存在于全球大洋中,影响大洋中的质量、动量和能量输送,是大气强迫与海洋混合之间的重要纽带。由于目前海洋深层观测资料的缺乏,对于深层近惯性内波生消演变特征研究甚少。利用2009-2012年的潜标观测资料,采用带通滤波和谱分析方法研究了南海西沙海域深层近惯性内波生成、传播和消亡等演变特征。通过研究发现,南海西沙海域深层存在较强的近惯性振荡,其生成源为台风过境能量输入,绝大部分时段内,近惯性振荡能量在海洋浅层耗散,不向海洋深层传播;仅在少部分时段内,近惯性振荡能量的80%～85%耗散在500 m以浅区域,有大概15%～20%继续向海洋深层传播。  相似文献   

X波段雷达海面回波谱宽特征研究     

纪立佳  张彦敏  王运华  徐延东 《海洋学报》2019,41(7):149-158

海面电磁回波频谱宽度与海浪波高密切相关，可应用频谱宽度进行海浪有效波高反演。本文应用线性滤波法仿真出了海表散射面元在雷达视向上的投影速度，建立了回波谱宽模型，分析了雷达空间分辨率、回波时间序列长度及海洋环境参数等因素对频谱宽度的影响，同时还针对如何在实际观测过程中选择回波时间序列长度、观测方位角等参数进行了讨论。最后还将理论结果与CSIR-X波段雷达实测数据谱宽估计结果进行了比较。结果表明，剔除雷达噪声以及频率泄露的影响后，基于高斯分布标准偏差的谱宽估计方法所得结果与理论结果吻合很好，这从而证明了理论结果的可靠性。本文所得结果对海浪有效波高反演具有一定参考价值。  相似文献   

GPS/PWV时间序列特征提取方法的研究     

胡广保  叶世榕  张彦祥  夏朋飞  夏凤雨 《大地测量与地球动力学》2019,39(1):36-40

针对GAMIT/GLOBK软件解算得到的4 a GPS/PWV时间序列的特征提取问题，提出基于滤波辅助的部分集成经验模态分解（PEEMD）与Hilbert谱分析相结合的特征提取方法。首先，在PEEMD方法的基础上,结合滤波辅助的PEEMD方法与Hilbert谱分析，建立GPS/PWV时间序列特征提取模型；然后，将所提出的方法应用于TNML测站4 a的GPS/PWV长时间序列和7 d的GPS/PWV短时间序列分析中，并将滤波辅助的PEEMD结果与传统的小波分解结果进行对比。结果表明，该特征提取方法能准确有效地提取出 GPS/PWV时间序列中的周年周期和日周期特征分量，滤波辅助的PEEMD分解结果与小波分解结果一致，且提取的特征分量与原始信号更加吻合。  相似文献   

压裂微震数据初至拾取的时频谱熵法     

田雅男  王环宇  王鑫  黄佳俊  章强 《吉林大学学报(地球科学版)》2020,50(4):1219-1227

在油气田开发过程中，微震监测是获得水力压裂引起裂缝分布的一种较为有效的方法。微震的定位成像与裂缝解释需要利用有效微震信号位置，而微震信号具有低信噪比的特点，传统信号拾取方法无法有效实现较低信噪比条件下初至时刻的准确拾取。本文提出一种基于时频谱熵的初至拾取新方法，该方法首先通过S变换获取含噪信号的时频谱；然后对谱内各个采样点沿频率方向进行分帧操作，并计算每帧频段内的近似负熵值，以最小近似负熵值作为该谱点的负熵值；最后沿时间方向比较各谱点的负熵值，最小值对应的时刻即为初至时刻。本文利用不同信噪比的合成地震数据对该方法进行效果验证，并与长短时窗能量比（STA/LTA）法进行拾取结果对比，结果表明：信噪比在-5 dB时，两种方法拾取效果都很好；信噪比在-10 dB时，时频谱熵法拾取效果更好。时频谱熵法更适合低信噪比情况下的信号初至拾取。  相似文献   

近断层速度脉冲与震源机制的关系浅析   总被引：1，自引：1，他引：0  

罗全波  陈学良  高孟潭  李宗超  李铁飞  张振 《震灾防御技术》2018,13(3):646-661

本文初步分析了近断层速度脉冲的成因和特点，主要包括方向性效应与滑冲效应，并通过中国台湾集集地震的脉冲记录，分析了断层破裂方向和位移大小等震源参数对脉冲强度的影响。此外，基于有限移动源理论，说明了断层辐射与速度脉冲分布的关系，并探讨了利用运动学震源模型研究近断层地震动对速度脉冲影响的技术路线；评述了7种典型的等效速度脉冲模型，建议进一步研究等效速度脉冲函数与震源机制之间的关系。最后，简述了不同类型的断层引起速度脉冲的差异，并推测了产生脉冲型地震动的下限条件，同时展望该研究在地震预警方面的可能性。  相似文献