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《自返式微型地热探针水下运动及贯入特性分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第３５卷第６期海洋工程Ｖｏｌ.３５Ｎｏ.６２０１７年１１月ＴＨＥＯＣＥＡＮＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＮｏｖ.２０１７文章编号:１００５-９８６５(２０１７)０６-０１３４-０９自返式微型地热探针水下运动及贯入特性分析徐向上,冯志涛,张选明,贾立双,李墨(国家海洋技术中心,天津３００１１２)摘要:自返式微型地热探针水下运动特性以及其贯入深度关系到其能否正常入泥工作,针对自返式微型地热探针的结构,对其进行简化,建立物理模型。并针对海洋流场及海洋底质,抽取关键参数,建立探针投放过程中的流场模型和底质模型。将所建立模型导入数据分析软件,先分析探针在投放过程中竖直
2、方向和水平方向的相关运动特性,然后拟合为探针下行过程中下行深度和横向漂移的轨迹图,可见其水平方向最大位移约为１０６ｍ。在理论上论证了探针在下行过程中的姿态稳定性。通过计算论证了自返式微型探针在依靠自身重力的情况下,自动贯入海底沉积物进行热流测量工作方式的可行性。并在最后通过海上试验,对分析结果进行了实践验证。关键词:自返式;地热探针;海底热流;运动特性;贯入特性中图分类号:Ｐ７３６.２文献标志码:ＡＤＯＩ:１０.１６４８３/ｊ.ｉｓｓｎ.１００５-９８６５.２０１７.０６.０１６Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｍｏｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉ
3、ｓｔｉｃｓａｎｄｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍｉｎｉｈｅａｔｆｌｏｗｐｒｏｂｅＸＵＸｉａｎｇｓｈａｎｇ,ＦＥＮＧＺｈｉｔａｏ,ＺＨＡＮＧＸｕａｎｍｉｎｇ,ＪＩＡＬｉｓｈｕａｎｇ,ＬＩＭｏ(ＮａｔｉｏｎａｌＯｃｅａｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｅｎｔｒｅ,Ｔｉａｎｊｉｎ３００１１２,Ｃｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｍｏｖｅｍｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｄｅｐｔｈｏｆｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｏｆｍｉｎｉｈｅａｔｆｌｏｗｐｒｏｂｅａｒｅｒｅｌａｔｅｄｔｏｉｔｓｎｏｒｍａｌｗｏｒｋｉｎｔｏｔｈｅｍｕｄ
4、.Ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｍｉｎｉｈｅａｔｆｌｏｗｐｒｏｂｅｉｓｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄａｎｄｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ.Ａｎｄｆｏｒｔｈｅｏｃｅａｎｆｌｏｗａｎｄｍａｒｉｎｅｓｅｄｉｍｅｎｔ,ｔｈｅｋｅｙｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｅｘｔｒａｃｔｅｄ,ａｎｄｔｈｅｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｐｒｏｂｅｆｌｏｗｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｔｈｅｓｅｄｉｍｅｎｔｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ.Ｄａｔａａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ,ａｎｄｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｍｏｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅ
5、ｐｒｏｂｅｉｎｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌａｎｄｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ.Ｔｈｅｎ,ｔｈｅｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｏｆｔｈｅｄｏｗｎｓｔｒｅａｍｄｅｐｔｈａｎｄｔｈｅｌａｔｅｒａｌｄｒｉｆｔｉｎｔｈｅｄｏｗｎｓｔｒｅａｍｏｆｔｈｅｐｒｏｂｅｉｓｆｉｔｔｅｄ,ａｎｄｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｉｎｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎｉｓｆｏｕｎｄｔｏｂｅａｂｏｕｔ１０６ｍ.Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ,ｔｈｅａｔｔｉｔｕｄｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｐｒｏｂｅｉｎｔｈｅｄｏ
6、ｗｎｓｔｒｅａｍｐｒｏｃｅｓｓｉｓｐｒｏｖｅｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙ.Ｉｔｉｓｐｒｏｖｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｅｌｆ-ｓｔａｒｔｉｎｇｍｉｎｉａｔｕｒｅｐｒｏｂｅｃａｎａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙｐｅｎｅｔｒａｔｅｔｈｅｓｅａｂｅｄｓｅｄｉｍｅｎｔｓｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｍｏｄｅｏｆｈｅａｔｆｌｏｗｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｎｔｈｅｃａｓｅｏｆｉｔｓｏｗｎｇｒａｖｉｔｙ.Ａｎｄｆｉｎａｌｌｙｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｓｅａｔｅｓｔ,ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓａｒｅｒｅｒｉｆｉｅｄ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｓｅｌｆ-ｓｔａｒｔｉｎｇ;ｈ
7、ｅａｔｆｌｏｗｐｒｏｂｅ;ｓｕｂｍａｒｉｎｅｈｅａｔｆｌｏｗ;ｍｏｖｅｍｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ;ｐｅｍｅｔｒａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ海底热流是进行地质构造研究、石油资源的成熟度研究及物理环境的评价,特别是新型能源———天然气[１]水化合物调查等不可缺少的重要基础资料。而地热探针是进行海底热流探测的专用设备,它依靠自重将集成有感温元件和电加热丝的探针贯入海底沉积物中,进行温度梯度和沉积物热导率的原位测量,从而间接[２-３]实现海底热流的测量。在自然科学基金的支持下,研制了一种自返式微型地热探针,它采用微型化、自返收稿日期:２
8、０１７-０４-１９基金项目:国家自然科学基金资助项目(４１３０６０９３);海洋公益性行业科研专项资助项目(２
