6 km自容式湍流观测剖面仪设计与试验研究

作     者：栾新 乜云利 李坤乾 姜迁里 周丽芹 LUAN Xin;NIE Yunli;LI Kunqian;JIANG Qianli;ZHOU Liqin

作者机构：中国海洋大学信息科学与工程学院青岛266100 中国海洋大学工程学院青岛266100 

基　　金：国家自然科学基金(6172780176) 青岛海洋科学与技术试点国家实验室鳌山科技创新计划(2017ASKJ01-01)资助项目 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2019年第55卷第20期

页      码：231-239页

摘      要：目前大部分湍流观测剖面仪的观测范围在1km以浅。为获取深海湍流数据,探究深海动力过程演变机制与能量耗散过程,研制6km自容式湍流观测剖面仪。从湍流观测应用的翼型剪切流传感器测量原理出发,分析约束深海剖面仪设计的关键技术,开展了深海剖面仪稳定水动力布局设计、耐压6km的轻量化结构设计、下潜速度分析与控制设计。观测传感器集成微结构的双PNS系列翼型剪切流传感器与FP07快速温度传感器,实现了深海湍流两个维度下湍动能耗散与热耗散的同步、高速观测,采用模块化的设计思想完成自容式湍流观测硬件系统的设计。通过性能检测试验,剖面仪可满足6 km应用,下潜速度线性可调范围0.4~0.9 m/s,验证了剖面仪结构设计的可行性;海上试验,并与MSS90进行比测,剖面仪测量湍流脉动剪切变化趋势与MSS90相同,计算的湍流剪切波数谱与Nasmyth理论谱在截止波数前非常吻合,相同深度的湍动能耗散率与MSS90为同一数量级,验证了深海6 km自容式湍流观测剖面仪湍流测量的准确性。

主 题 词：深海湍流 翼型剪切流传感器 剖面仪 自容式 海上试验 

学科分类：080503[080503] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 0701[理学-数学类] 0801[工学-力学类] 0812[工学-测绘类] 080201[080201] 

核心收录：

D　O　I：10.3901/JME.2019.20.231

馆 藏 号：203828454...