超深海压力和盐度环境模拟研究

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深海环境模拟伴随着潜艇技术出现而悄然兴起,经过多年的发展已经应用在不同的超深海装备开发中。人类的发展离不开资源开发,相比于陆地,海洋拥有更多的资源,所以海洋资源开发在当今世界已成为不可阻挡的趋势。超深海设备是人们获取海洋资源的工具,而超深海设备的研制离不开超深海环境模拟系统。超深海环境的因素种类繁多,如压力、温度、微生物和盐度等,现代模拟系统根据其目的设计出不同功用的装置来完成超深海环境模拟。本文为模拟出超深海环境的压力和盐度两个因素,设计了一套超深海压力和盐度环境模拟系统来进行相关研究。论文主要研究过程如下:(1)通过阅读超深海环境模拟相关资料,确定模拟压力和盐度两超深海要素,以此为目标设计整套模拟系统。(2)将超深海压力和盐度模拟系统分为高压厚壁圆筒、超深海压力环境模拟和超深海盐度环境模拟三大部分来进行研究。(3)超深海压力环境模拟以液体可压缩性、液压回路设计和PID控制等理论为基础,设计出压力环境模拟系统对模拟压力进行调节,并通过AMESim-MATLAB联合仿真验证该系统设计能达到要求。(4)超深海盐度环境模拟利用液压回路设计、流体力学等理论,设计出了一种基于微积分学算法的盐度环境模拟系统,并通过AMESim对盐度系统的工作过程进行数值仿真分析,验证其可行性。论文主要创新点如下:(1)本文设计的超深海压力和盐度环境模拟系统可同时对压力和盐度环境进行模拟,可实现两者的动态调节过程;(2)本文设计了一种盐度动态调节方法,通过调节注液口和出液口流量大小与开启时长来调配盐度,为盐度调节自动化提供参考。论文第一章对超深海环境模拟现状进行介绍;第二章对超深海压力和盐度环境模拟相关理论进行介绍;第三章对超深海压力环境模拟进行介绍;第四章对超深海盐度环境模拟进行介绍;第五章对压力环境模拟系统和盐度环境模拟系统进行仿真分析验证其可行性;第六章对超深海压力和盐度环境模拟研究进行总结与展望。
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