海底观测网科学仪器插座模块结构优化与观测平台研究

摘要

海底观测网是海洋科学与技术研究的前沿课题。海底观测网的建设需要使用大量观测仪器。观测仪器在海底长期、连续、实时及可靠地观测需要科学仪器插座模块（Scientific Instrument Interface Module，SIIM）为其提供电能供给与信息交互，需要观测平台为其提供搭载基础。本文从观测仪器的接入需求出发，开展SIIM与观测平台的设计与试验研究，以期积累工程经验，提炼设计方法。
　　本文首先阐述了观测仪器的检测原理与接入参数，为后续SIIM及观测平台的针对性设计提供参考。其次完成了SIIM内部结构散热、走线、电磁屏蔽以及快速拆装设计，SIIM腔体耐压与密封设计;针对内部结构散热设计，进行散热实验，验证了散热结构设计的合理性;针对耐压与密封设计，利用ANSYS进行有限元静力分析，通过高压舱实验，验证了结构设计的可靠性。然后设计了具有良好结构稳定性、流体动力学特性以及姿态检测功能的观测平台，通过ANSYS有限元静力分析，Fluent流场分析，姿态检测单元性能试验，验证了观测平台的实用性。最后进行了水池试验，验证了整套系统设计的可行性。

目录

声明

致谢

摘要

1、绪论

1．1 研究背景及意义

1．2、国内外研宄现状

1．2．1 观测仪器应用现状

1．2．2 科学仪器插座模块(SIIM)研究现状

1．2．3 观测平台

1．3 研究目标和研究内容

1．3．1 研究目标

1．3．2 研究内容

1．4 本章小结

2、观测仪器概述

2．1 观测仪器检测原理

2．2 观测仪器接入参数

2．3 本章小结

3、SIIM结构设计

3．1 SIIM内部结构设计

3．1．1 内部布局设计

3．1．2 内部散热设计

3．2 SIIM耐压腔体设计

3．2．1 结构设计

3．2．2 密封设计

3．3 SIIM装配设计

3．4 本章小结

4、观测平台设计

4．1 观测平台结构设计

4．1．1 观测平台框架设计

4．1．2 观测平台防护设计

4．2 观测平台姿态测量单元设计

4．2．1 姿态测量单元硬件设计

4．2．2 上位机软件设计

4．2．3 姿态测量单元安装与测试

4．3 本章小结

5、SIIM与观测平台结构及流场分析

5．1 SIIM与观测平台结构分析

5．1．1 有限元分析概述

5．1．2 SIIM结构分析与优化

5．1．3 观测平台有限元分析

5．2 观测平台流场分析

5．2．1 CFD软件概述

5．2．2 观测平台流场分析

5．3 本章小结

6、实验

6．1 高压舱实验

6．2 散热实验

6．3 观测平台姿态测量试验

6．4 水池实验

6．5 本章小结

7、总结与展望

7．1 总结

7．2 展望

参考文献

作者简历