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浮標(biāo)減阻節(jié)能技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用

項(xiàng)目背景：海洋環(huán)境要素的大范圍、長(zhǎng)時(shí)間、高時(shí)空分辨率監(jiān)測(cè)和獲取對(duì)海洋與氣候預(yù)報(bào)對(duì)海洋環(huán)境安全保障意義重大。虛擬錨系浮標(biāo)既可在無(wú)定點(diǎn)錨情況下，實(shí)現(xiàn)一定半徑范圍內(nèi)的位置保持，并進(jìn)行相應(yīng)海域的長(zhǎng)期、多參數(shù)、實(shí)時(shí)觀測(cè)；也可根據(jù)特定目的作業(yè)需要，以自主走航方式實(shí)現(xiàn)觀測(cè)海域的機(jī)動(dòng)調(diào)整，并在浮標(biāo)出現(xiàn)故障或達(dá)到保養(yǎng)周期時(shí)自動(dòng)返航。由于傳統(tǒng)虛擬錨系浮標(biāo)的主體艙和推進(jìn)裝置于多相流場(chǎng)環(huán)境中運(yùn)動(dòng)機(jī)制復(fù)雜、耦合特征明顯，導(dǎo)致其位置保持時(shí)振動(dòng)劇烈、穩(wěn)定性差，而在自主走航時(shí)又流體阻力高、推進(jìn)能耗大，嚴(yán)重限制其作業(yè)目標(biāo)的高效實(shí) 現(xiàn)。因此，研究虛擬錨系浮標(biāo)的多體運(yùn)動(dòng)耦合機(jī)理，突破減阻節(jié) 能的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，進(jìn)而提高續(xù)航與作業(yè)能力成為當(dāng)前研發(fā)新型虛擬錨系浮標(biāo)所迫切需要解決的難題。基于流體動(dòng)力學(xué)原理提出虛擬錨系浮標(biāo)的低阻減搖設(shè)計(jì)方案；基于風(fēng)帆形式開發(fā)一種海上清潔能源驅(qū)動(dòng)的虛擬錨系浮標(biāo)節(jié)能推進(jìn)技術(shù)。所需技術(shù)需求簡(jiǎn)要描述：（1）設(shè)計(jì)新型浮標(biāo)結(jié)構(gòu)主體，減小其航行阻力、降低環(huán)境流場(chǎng)引起的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)幅度，且具有良好的操縱性能，并保證其有效載重≥600kg、最高航速≥3.5 Kts；（2）開發(fā)一種適合虛擬錨系浮標(biāo)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、可靠性更高的風(fēng)帆推進(jìn)技術(shù)，克服復(fù)雜作業(yè)環(huán)境下傳統(tǒng)軟帆自動(dòng)控制難度大、風(fēng)載脈動(dòng)劇烈的缺點(diǎn)，并保證高海況下浮標(biāo)主體的生命力。（3）完成新型虛擬錨系浮標(biāo)的航行、動(dòng)力響應(yīng)、推進(jìn)等性能的數(shù)值模擬與分析，在型線結(jié)構(gòu)優(yōu)化基礎(chǔ)上，建造樣機(jī)并進(jìn)行實(shí)地海上作業(yè)測(cè) 試，驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案及關(guān)鍵技術(shù)的可行性與可靠性。（4）虛擬錨系浮標(biāo)，長(zhǎng)期大范圍平均航行速度≥1 Kts，24 小時(shí)內(nèi)虛擬錨泊定點(diǎn)誤差小于 5000 米半徑概率≥80%，觀測(cè)數(shù)據(jù)可靠率不小于 95%。對(duì)技術(shù)提供方的要求:在相關(guān)領(lǐng)域中具有豐富經(jīng)驗(yàn)的院校或科研院所。

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