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极地气候下水平圆管自然对流换热分析

中国造船 2023年第4期64卷 57-65页

作者：于东玮吴刚刘志兵张大勇大连理工大学海洋科学与技术学院盘锦124221 大连理工大学运载工程与力学学部大连116023 中国船舶与海洋工程设计研究院上海200011

电伴热是极地工程装备的一种保温和防冻方式,自然对流是影响电伴热系统换热的关键因素。论文针对极地装备的圆管构件,基于传热学理论设计和建立极地气候环境模拟实验室,用于测量极地环境下的水平圆管自然对流换热,其温度范围为-51.7~0.7... 详细信息

电伴热是极地工程装备的一种保温和防冻方式,自然对流是影响电伴热系统换热的关键因素。论文针对极地装备的圆管构件,基于传热学理论设计和建立极地气候环境模拟实验室,用于测量极地环境下的水平圆管自然对流换热,其温度范围为-51.7~0.7℃,加热功率范围为0.5~21.1 W。采用恒热流加热方式,分析加热功率和环境温度对自然对流换热系数的影响,并基于试验数据提出了瑞利数Ra在3790~111000范围时它与努塞尔数Nu的函数表达式。数值计算结果表明,水平圆管自然对流换热系数随着加热功率的升高和环境温度的降低而增大,与试验数据整体误差在±20%以内。

关键词：极地自然对流换热保温恒热流

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极地海洋工程装备圆管结构的对流换热影响

上海交通大学学报 2023年第1期57卷 17-23页

作者：操太春吴刚孔祥逸于东玮吴琳张大勇大连理工大学海洋科学与技术学院辽宁盘锦124221 大连理工大学运载工程与力学学部辽宁大连116023 中国船舶及海洋工程设计研究院上海200021

电伴热是极地海洋工程装备防寒主要措施,而热平衡是对流换热的关键问题.以圆管构件为研究对象,采用有限元数值仿真软件Fluent数值仿真与模型实验相结合的方法,分析了圆管构件在风速为0~40 m/s、温度为-40~0℃的极地环境条件下对流换热... 详细信息

电伴热是极地海洋工程装备防寒主要措施,而热平衡是对流换热的关键问题.以圆管构件为研究对象,采用有限元数值仿真软件Fluent数值仿真与模型实验相结合的方法,分析了圆管构件在风速为0~40 m/s、温度为-40~0℃的极地环境条件下对流换热系数变化情况;基于数值仿真数据建立了电加热圆管构件对流换热系数的预测模型.结果表明:增大风速和降低温度都会增加圆管构件的对流换热系数;温度低于-30℃或风速大于25 m/s且温度低于-20℃时,温度对圆管的对流换热系数影响增大;实测数据验证了该模型的合理性.

关键词：极地圆管构件对流换热数值模拟实验测试

极地微生物多糖的生物学特征及对金属的腐蚀影响机制

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表面技术 2022年第9期51卷 65-73页

作者：孙振美刘涛郭娜郭章伟上海海事大学海洋科学与工程学院上海201306

微生物在自然界中的分布范围极广,由于其便捷性、经济型、环保性等优点,已被广泛应用于人类社会发展的方方面面。随着南北极开发力度的加大,极地微生物由于其适应极地严酷自然环境的独特生物学特征引起广泛兴趣。其中,极地微生物多糖是... 详细信息

微生物在自然界中的分布范围极广,由于其便捷性、经济型、环保性等优点,已被广泛应用于人类社会发展的方方面面。随着南北极开发力度的加大,极地微生物由于其适应极地严酷自然环境的独特生物学特征引起广泛兴趣。其中,极地微生物多糖是重要的研究领域,其在结构上区别于普通微生物多糖,有助于微生物在极寒环境中正常的生命活动。此外,还阐述了微生物合成多糖的Wzx-Wzy、ABC转运蛋白和合酶依赖途径以及多糖与生物膜形成之间的关系,并以此为基础,进一步延伸至多糖对金属材料表面腐蚀的影响。通过研究极地微生物多糖的特征、生物膜形成和金属腐蚀三者之间的关系,探索影响极地微生物腐蚀机制的关键因素,为未来极地服役材料的腐蚀防护提供参考。

关键词：极地微生物多糖极地腐蚀

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极地锚碇潜标系统回收探索与研究

极地研究 2022年第1期34卷 130-138页

作者：袁东方朱兵夏寅月陈清满崔丽娜吴浩宇中国极地研究中心上海200136 上海彩虹鱼海洋科技股份有限公司上海201306 自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061

随着南北极考察的深入开展,锚碇观测系统的布放和回收已经成为科考破冰船常态化作业内容。在极地考察作业过程中,锚碇系统的布放作业相对比较简单,但是回收作业往往受天气、海况、浮冰等条件影响,经常发生各种突发问题,造成无法顺利回... 详细信息

随着南北极考察的深入开展,锚碇观测系统的布放和回收已经成为科考破冰船常态化作业内容。在极地考察作业过程中,锚碇系统的布放作业相对比较简单,但是回收作业往往受天气、海况、浮冰等条件影响,经常发生各种突发问题,造成无法顺利回收。本文根据多年南北极科学考察锚碇系统科考船回收作业经验,分析了大船、小艇回收方式的优缺点以及影响锚碇系统回收的主要因素,针对浮冰区锚碇系统回收新技术方案进行了探讨,并提出了南北极锚碇系统回收的建议和措施,对极地锚碇系统布放和回收具有一定的借鉴意义。

关键词：极地锚碇潜标海底地震仪回收浮冰区破冰船

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极地放线菌次级代谢产物及药理活性研究进展

天然产物研究与开发 2023年第5期35卷 901-913页

作者：代影杨帆林厚文上海海洋大学食品学院上海201306 上海交通大学医学院附属仁济医院药学部上海200127

极地微生物处在南北极严峻、极端的自然环境下,体内的一些“沉默基因”可能会被激活,形成了独特的生存机制和生物合成途径,能够产生化学结构多样、活性显著的次级代谢产物。近年来,从极地放线菌中分离鉴定出一系列结构新颖、活性突出的... 详细信息

极地微生物处在南北极严峻、极端的自然环境下,体内的一些“沉默基因”可能会被激活,形成了独特的生存机制和生物合成途径,能够产生化学结构多样、活性显著的次级代谢产物。近年来,从极地放线菌中分离鉴定出一系列结构新颖、活性突出的次级代谢产物。本文综述了1999至2021年间的极地放线菌次级代谢产物及药理活性的研究进展,将极地放线菌来源的104个次级代谢产物按肽类、生物碱类、萜类、大环内酯类、聚酮类、大环内酰胺类等化学类别,着重介绍结构新颖和活性突出的次级代谢产物,为进一步开发利用极地放线菌、研发创新药物提供参考。

关键词：极地放线菌次级代谢产物生物活性

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极地冰区拖曳作业探索与实践

极地研究 2023年第1期35卷 152-159页

作者：夏寅月陈清满朱兵丁峰沈悦廖周鑫裴佳豪陈际雨中国极地研究中心上海200136 自然资源部南海调查中心广州510300 自然资源部海洋环境探测技术与应用重点实验室广州510300

极地海域作为海洋中极具战略地位和影响力的关键地区之一,越来越受国内外科学研究的关注。拖曳作业是开展海洋调查的重要手段之一,但在极地冰区开展拖曳作业往往受天气、海冰、调查装备类型等因素的影响,此外还面临各种突发问题,可能影... 详细信息

极地海域作为海洋中极具战略地位和影响力的关键地区之一,越来越受国内外科学研究的关注。拖曳作业是开展海洋调查的重要手段之一,但在极地冰区开展拖曳作业往往受天气、海冰、调查装备类型等因素的影响,此外还面临各种突发问题,可能影响考察任务的顺利实施。我国极地考察在开展冰区拖曳作业中经历了从冰区边缘试探到密集浮冰区实践,从结构简单的拖网采样到系统复杂的地球物理综合调查,通过不断的探索试验,积累了丰富的极地冰区考察实践经验。本文总结了我国在极地冰区开展拖曳作业中遇到的主要风险,开展了深入的分析与探讨,同时对比和借鉴国外的相关考察作业经验,并针对性地提出改进措施和建议,以期为今后在极地冰区开展相关调查作业提供参考和借鉴。

关键词：海洋调查拖曳作业极地冰区南北极考察

极地冷海浅层天然气水合物地层声学特性模拟实验研究

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中国海上油气 2022年第4期34卷 218-224页

作者：王磊胡志强柯珂张辉李莅临闫莉中石化石油工程技术研究院有限公司北京102206 中国石油大学(北京) 北京102249

极地冷海区块巨厚冻土层下聚集的浅层天然气水合物地层在钻井过程中易分解,聚集喷发造成灾难性事故。为对钻井过程中冷海浅层存在的天然气水合物地层进行预测和识别,基于搭建的低温天然气水合物声学特性实验系统和人工水合物试样,研究... 详细信息

极地冷海区块巨厚冻土层下聚集的浅层天然气水合物地层在钻井过程中易分解,聚集喷发造成灾难性事故。为对钻井过程中冷海浅层存在的天然气水合物地层进行预测和识别,基于搭建的低温天然气水合物声学特性实验系统和人工水合物试样,研究了天然气水合物地层声波速度在不同参数条件下的变化规律,建立了浅层天然气水合物地层的声学特征响应模型,并对冷海浅层天然气水合物钻井风险进行评估。研究结果表明,浅层天然气水合物的声波速度与地层饱和度呈正相关,与地层孔隙度呈负相关,钻遇浅层天然气水合物地层风险分为红、橙、黄、蓝四个等级,其中红色风险等级最高,设计上应考虑重新制定井位,避免钻遇天然气水合物区域;通过开展针对冷海浅层天然气水合物地层风险评估,可以有效提高天然气水合物地层的识别精度,避免钻遇复杂地质灾害,能有效指导极地冷海安全高效勘探。

关键词：极地冷海浅层天然气水合物

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极地海冰应力监测浮标的设计与试验研究

应用海洋学学报 2024年

作者：郭晓嘉李丙瑞窦银科李亚昊张维哲太原理工大学电气与动力工程学院中国极地研究中心内蒙古电力营销服务公司

极地海冰应力变化特征是海冰力学性质评价、海冰动力学模型构建等的重要参数，也是在极地开展工程应用所需的关键环境要素，目前其长期连续监测尚处于空白。为了探究极地海域海冰冻融周期内海冰应力变化特征，分析环境变化过程对其产生... 详细信息

极地海冰应力变化特征是海冰力学性质评价、海冰动力学模型构建等的重要参数，也是在极地开展工程应用所需的关键环境要素，目前其长期连续监测尚处于空白。为了探究极地海域海冰冻融周期内海冰应力变化特征，分析环境变化过程对其产生的影响，本文设计研发了一种极地海冰应力监测浮标，主要由气象观测模块、海冰温度剖面观测模块、海冰应力观测模块等组成，可实现对冰面气象、海冰温度以及海冰应力等参数的长期连续观测。海冰应力观测模块以振弦式应变计作为观测传感器，通过不同测试实验的应变对比，不同层位、不同观测角度下的冰应变数据变化趋势和波动范围存在差异，确定海冰应力观测模块采用传感器底座结构的冰内直测方式，在冰层50 cm、80 cm、110 cm处均垂直布放0°、45°、90°水平观测角度的振弦式应变计，获取不同垂直层位、不同水平观测角度的海冰应力变化数据，以期为掌握海冰力学变化特征提供数据支撑。

关键词：极地海冰应力监测浮标结构设计振弦式应变计

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同方期刊数据库

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极地灾害区域监测的目标搜索规划与算法

系统仿真学报 2023年第7期35卷 1526-1538页

作者：丁飞张美楠庄衡衡马海蓉张登银南京邮电大学物联网学院江苏南京210003 南京邮电大学江苏省宽带无线通信和物联网重点实验室江苏南京210003 南京邮电大学通信与网络技术国家工程研究中心江苏南京210003

为提高极地水域船舶安全航行路线规划与碰撞预警能力,提出了监测中心基于聚类和树形索引的目标搜索优化方法。以船舶当前航行区域构建灾害监测场景,引入虚拟电子围栏对监测区域进行定义;通过谱聚类算法对围栏区域进行风险等级划分,提取... 详细信息

为提高极地水域船舶安全航行路线规划与碰撞预警能力,提出了监测中心基于聚类和树形索引的目标搜索优化方法。以船舶当前航行区域构建灾害监测场景,引入虚拟电子围栏对监测区域进行定义;通过谱聚类算法对围栏区域进行风险等级划分,提取出高风险区域,实现目标搜索场景生成的优化;融合R-tree索引的射线算法对目标船只与围栏区域匹配关系的高效判定,从而实现目标搜索计算的优化。利用科考船舶的航行数据进行场景设定,通过仿真实验对目标搜索优化方法进行性能评估,结果表明,所提目标搜索算法性能优于传统方法,场景生成计算复杂度降低约50%,目标搜索计算效率提升约40%。

关键词：极地预警谱聚类 R-tree索引射线算法