浮标减阻节能技术研发与应用
项目背景:海洋环境要素的大范围、长时间、高时空分辨率 监测和获取对海洋与气候预报对海洋环境安全保障意义重大。虚 拟锚系浮标既可在无定点锚情况下,实现一定半径范围内的位置 保持,并进行相应海域的长期、多参数、实时观测;也可根据特 定目的作业需要,以自主走航方式实现观测海域的机动调整,并 在浮标出现故障或达到保养周期时自动返航。由于传统虚拟锚系 浮标的主体舱和推进装置于多相流场环境中运动机制复杂、耦合 特征明显,导致其位置保持时振动剧烈、稳定性差,而在自主走 航时又流体阻力高、推进能耗大,严重限制其作业目标的高效实 现。因此,研究虚拟锚系浮标的多体运动耦合机理,突破减阻节 能的关键技术瓶颈,进而提高续航与作业能力成为当前研发新型 虚拟锚系浮标所迫切需要解决的难题。基于流体动力学原理提出 虚拟锚系浮标的低阻减摇设计方案;基于风帆形式开发一种海上 清洁能源驱动的虚拟锚系浮标节能推进技术。
所需技术需求简要描述:(1)设计新型浮标结构主体,减小 其航行阻力、降低环境流场引起的运动响应幅度,且具有良好的 操纵性能,并保证其有效载重≥600kg、 最高航速≥3.5 Kts; (2)开发一种适合虚拟锚系浮标结构特点、可靠性更高的风帆 推进技术,克服复杂作业环境下传统软帆自动控制难度大、风载脉动剧烈的缺点,并保证高海况下浮标主体的生命力。(3)完成 新型虚拟锚系浮标的航行、动力响应、推进等性能的数值模拟与 分析,在型线结构优化基础上,建造样机并进行实地海上作业测 试,验证设计方案及关键技术的可行性与可靠性。(4)虚拟锚系 浮标,长期大范围平均航行速度≥1 Kts,24 小时内虚拟锚泊定 点误差小于 5000 米半径概率≥80%,观测数据可靠率不小于 95%。
对技术提供方的要求:在相关领域中具有丰富经验的院校或 科研院所。
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2021-09-02