中国石油大学(华东)师长获国家专利权
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龙图腾网获悉中国石油大学(华东)申请的专利一种失事目标物水下沉底位置预测系统和方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119337646B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-22发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411898835.3,技术领域涉及:G06F30/20;该发明授权一种失事目标物水下沉底位置预测系统和方法是由师长;娄敏;余相;邵军;王阳阳;段文洋设计研发完成,并于2024-12-23向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种失事目标物水下沉底位置预测系统和方法在说明书摘要公布了:本发明公开一种失事目标物水下沉底位置预测系统和方法,属于船舶与海洋工程技术领域,用于失事目标物水下位置预测,系统包括用户端和系统计算平台,用户端与系统计算平台之间通过海洋通讯卫星进行通信;方法包括将失事目标物参数输出至失事目标物水下落点散布计算模块、将失事海域的浪流信息输出至失事目标物水下落点散布计算模块、对失事目标物沉底落点散布进行预报,建立失事目标物的水下6自由度运动方程,根据水下6自由度运动方程,结合蒙特卡罗模拟方法进行失事目标物水下落点散布预测。本发明可以依据失事目标物落点散布概率依次展开搜寻,从而合理分配搜寻资源,提供深海搜寻的成功概率,降低深海作业的成本。
本发明授权一种失事目标物水下沉底位置预测系统和方法在权利要求书中公布了:1.一种失事目标物水下沉底位置预测方法,使用一种失事目标物水下沉底位置预测系统,其特征在于,系统包括用户端和系统计算平台,用户端与系统计算平台之间通过海洋通讯卫星进行通信,用户端包含用户输入模块和用户输出模块,系统计算平台包括失事目标物信息监测预报模块、海洋信息监测预报模块、失事目标物水下落点散布计算模块和结果分析模块; 用户通过所述用户输入模块输入失事目标物的失事时间和失事位置,输出至失事目标物信息监测预报模块; 失事目标物信息监测预报模块获得失事目标物参数,失事目标物参数包括失事目标物类型、形状参数、初始运动速度以及初始运动姿态,将失事目标物参数与用户端输入模块输入的失事时间及失事位置相匹配,将失事目标物参数和失事时间及失事位置输入至失事目标物水下落点散布计算模块; 海洋信息监测预报模块监测预报目标物失事海域的浪流信息,提供真实海洋环境参数,用户输入模块、失事目标物信息监测预报模块、海洋信息监测预报模块共同构成虚拟水下场景,将失事海域的浪流信息输入至失事目标物水下落点散布计算模块; 失事目标物水下落点散布计算模块根据虚拟水下场景提供的失事目标物参数,对失事目标物沉底落点散布进行预报,结果分析模块根据失事目标物水下落点散布计算模块的计算结果向搜寻人员提供搜寻策略,根据专家评估给出搜寻策略中的最佳搜寻策略,输入至用户端输出模块,用户端输出模块向搜寻人员呈现专家评估结果和最佳搜寻策略; 方法包括: S1、将失事目标物参数进行参数随机化,将失事目标物参数扩展为个三维随机失事位置坐标中的失事目标物参数,调用失事目标物参数时选择第个三维随机失事位置坐标的数据进行处理,; S2、将失事目标物参数输入至失事目标物水下落点散布计算模块; S3、将失事海域的浪流信息输入至失事目标物水下落点散布计算模块; S4、对失事目标物沉底落点散布进行预报,包括建立失事目标物的水下6自由度运动方程,根据水下6自由度运动方程,结合蒙特卡罗模拟方法进行失事目标物水下落点散布预测; 将失事目标物参数输入至失事目标物水下落点散布计算模块包括: ; ; ; ; ; ; ; ; ; 式中,、、是第个失事目标物经过第个时间步的实际失事位置坐标,、、是第个失事目标物在第个时间步内的三维运动位移,、、是第个失事目标物经过个时间步的三维实时速度,、、是第个失事目标物在第个时间步内的三维速度变化; S3包括S3.1、计算波高、波浪相位和失事目标物的翻滚角: ; ; ; 式中,为波高,为波浪相位,为波幅,为波数,为浪向,为波频,、、为三维波面位置,是时间,是失事目标物的翻滚角; S3包括S3.2、计算三维波浪传播速度和三维波浪传播加速度: ; ; 式中,、、为三维波浪传播速度,、、为三维波浪传播加速度,为重力加速度,是自然常数; S3包括S3.3、计算三维波浪速度和洋流流速的耦合速度: ; ; 式中,、、为三维波浪速度和洋流流速的耦合速度,、、为三维海流流速,为转换矩阵,、分别是失事目标物的俯仰角和偏航角; S3包括S3.4、计算失事目标物相对于波流的相对速度: ;; ;; ;; 式中,、、为失事目标物相对于波流的相对速度,、、是失事目标物的三维实时速度,是方向的旋转角速度,是方向的旋转角速度,是沿着方向的位置变量,是失事目标物长度; 建立失事目标物的水下6自由度运动方程包括建立失事目标物在三个方向的平动方程: ; ; ; 式中,为失事目标物质量,为水的密度,为失事目标物体积,为重力加速度,、、为失事目标物在三个方向受到的拖曳力,、、为失事目标物在、、三个方向的三个平动附加质量,、、为一个时间步内角速度、、的变化值,为失事目标物方向的偏心坐标,为失事目标物方向的偏心坐标,为失事目标物方向的偏心坐标,为涡诱导力,、为失事目标物在两个方向受到的横向提升力,是方向的旋转角速度; 建立失事目标物的水下6自由度运动方程包括建立失事目标物在三个方向的转动方程为: ; ; ; ; ; ; 式中,、、为失事目标物在、、三个方向的三个转动附加质量,、、分别为失事目标物在、、方向的惯性矩,为水的运动粘度系数,为失事目标物的直径,、、为失事目标物在、、三个方向的阻力系数,、为失事目标物在两个方向受到的拖曳力矩,、为失事目标物在两个方向受到的垂向提升力矩; 失事目标物在、两个方向受到的横向提升力、失事目标物在、两个方向受到的拖曳力矩、失事目标物在、两个方向受到的垂向提升力矩分别为: ; ; ; ; ; ; 式中,为计算环量。
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