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该发明涉及一种水池内低噪声高速上浮声学试验装置，属于水下航行器水动力噪声控制技术领域。该试验装置包括试验模型、柔索、水声测量设备、两个定滑轮、感应式测速计、动滑轮组、定滑轮组、导向机构I、连接件、重物I、重物ⅡI以及减振机构；重物Ⅱ利用自身重力下降到减振机构时，试验模型在滑轮组的作用下获得的加速度远大于重物II的加速度，且试验模型达到试验所需的上浮速度；然后，通过重物I的自身重力克服试验系统的阻力，使试验模型保持所需的速度匀速上浮，直到重物下降至与重物Ⅱ接触，此时试验模型恰好浮出水面通过分析水声测量设备以及试验模型内部数据采集记录仪记录的数据，得到试验模型的近场噪声和自由远场噪声的特性。

以钒酸锌微/纳米材料的水热合成为基础，探讨了反应物浓度、不同反应时间和水热温度对其产物结构和形貌的影响，得到了制备钒酸锌一维纳米线材料的最佳工艺参数。合成了单斜相（m-）ZnV2O6单晶，样品产量高、形貌均匀、且分散性好典型m-ZnV2O6超长纳米线在可见光照射下产生强烈的发光带，并且能够光降解有机物亚甲蓝。应用于纳米催化材料的可控制备；采用水热合成法制备了单斜相钒酸锌一维纳米线。确定了最佳工艺参数；合成的单斜相钒酸锌纳米材料具有产量高、形貌均匀、分散性好等特点。合成的单斜相钒酸锌超长纳米线，在可见光照射下能够有效降解有机物亚甲基蓝。开发的金属钒酸盐纳米材料，为高效降解海水中有机污染物奠定了研究基础。可为未来高效降解海水中有机污染物问题的解决提供理论基础和实践经验，有望推动环渤海地区的海水资源保护领域的整体技术进步和产品的升级换代，保证海水资源的可持续发展。

该项目来源一：为该司经营合同项目，项目产品为配套于78米A..H./O.S.V的350T级拖缆机系统，船东为香港东方华晨集团-广州神州海运有限公司，厂内工号：拖缆机10。项目名称：350T两滚筒拖缆机系统；项目编号为JS/K-1214。项目背景：海洋平台是海上油气开采的主力，它需要多种功能的平台工程船作后勤支援，其中三用工作船（拖曳、锚作、供应）是平台后勤支援必备的辅助船舶。用于海洋油气开发的海洋工程设备及工程辅助船舶日益向深海发展，并呈大型化、集成化、智能化的趋势。随着海洋工程设备及工程辅助船舶的深水化、大型化、集成化发展，相应工程船配套的拖曳设备及甲板机械系统的拖曳、锚作吨位不断提升，其控制技术也向集成化自动化方向发展，同时甲板上设备的模块化供应趋势更加明显。随着海洋工程作业深度和范围的快速发展,拖缆机的规格也从早期的100T发展到150T、200T、250T、350T、500T、600T，结构由早期的单滚筒发展到双滚筒及三滚筒，自动化控制要求也越来越高。350T以上的低压拖缆机国外基本上只有劳斯莱斯（R-R公司）生产。大型、超大型拖缆机受制于外国少数公司，已成为中国海洋工程装备业发展的瓶颈。而与此同时中国大型三用工作船拖缆机装备设计制造的发展起步较晚，因此大力发展大型三用工作船拖缆机装备设计制造，将会对中国海洋工程装备配套的发展产生重要的战略意义。中国海洋工程辅助船配套业虽然近年来取得了一定的发展，但缺乏关键技术、缺少核心竞争力，特别是在深水海洋工程辅助船配套业完全依赖国外，其中拖缆机的本土化配套也只是在技术含量低、低附加值、近海工程方向配套。其配套产业严重滞后；在科研开发水平、新材料及新技术应用水平、系统集成能力、新产品开发和关键技术研究试验条件等方面，课题组与国外同类型企业还有着很大的差距。课题组缺少自主核心技术、缺少设计开发的前期投入、缺少自主产权的技术，导致了设计开发能力不强，技术储备明显不足，产品技术落后，研发周期长、工程化水平低，集成化能力差。已成为中国海洋工程船配套工业的发展的瓶颈。拖拽系统国内的主要生产厂家有武汉船用机械有限责任公司等少数几家。武汉船用机械有限责任公司利用现有技术开发了适用近海的250T以下电液控制形式的低压系列拖缆机。并承接了中海油服的6000HP三用工作船配套的100T拖缆机和1万余匹三用工作船配套的250T拖缆机甲板机械系统工程任务。这些基本只能适应近海作业要求，适应3000米级水深的深水作业三用工作船配套的拖曳设备及甲板机械系统在国内还是空白，350T以上的拖缆机更是为国外少数公司所垄断。为顺应海洋工程发展趋势，适应海工装备发展需求，响应国家高技术自主开发的号召，尽快打入大型远洋工程船甲板配套市场，同时提高该司技术能力，拓展该公司产品型谱，该公司决定以此为契机，自主开发设计大型、远洋、深海工程船核心装备——350T级拖缆机系统。

该项目属于“力学”学科的“流体-固体耦合振动”领域。 流致振动广泛存在于实际生活与能源工程、水利工程、海洋工程中，具有鲜明的多学科交叉、多物理场耦合、强非线性特点，关乎结构失稳、疲劳损伤等重大安全问题。深水油气是缓解中国能源危机的重大战略资源，其与海洋新能源的协同开发是实现“双碳”目标的关键之举，开发“双能”依赖的海洋管柱浸没于海洋风、浪、流复杂物理环境，呈现多场耦合非线性动力学响应。该项目针对两个基础科学问题：流致振动与流致旋转交互作用机制、振动强化与阵列振子耦合干涉机理，形成了系统的研究方法和应用基础理论，对海洋管柱流致振动调控及基于振动能量俘获的可再生能源利用具有重要科学价值与指导意义。重要科学发现点为： 1.明晰了流致振动与流致旋转交互作用机制。发明了系列无能耗的主被动协同控制的海洋管柱流致振动抑制装置及方法，摆脱传统主动控制消耗额外能量的同时，克服了被动控制对流向敏感性的缺陷；开创性提出以海洋管柱为母体实现自供能的技术方案，发明了系列同步抑制振动与俘获海流能的附着装置，发展了结构同步自适应旋转与流致振动耦合响应的实验测试与数值分析方法，对自主设计的系列抑振装置和俘能结构进行了研究评价及结构优化，明晰了流致振动与流致旋转的交互作用机制，为海洋管柱的振动抑制与安全防控提供了创新方案与理论基础。 2.揭示了结构振动强化与阵列振子耦合干涉机理。逆转传统抑振思维，通过增强钝体振子的振动响应提升流动能量的转换效能，并阵列振子增强俘能规模，创新提出改变结构局部粗糙度与套装旋摆装置，同步俘获流致旋转与流致振动能量，剖析了壁面次生涡、尾涡干涉、远场二次涡演变与结构振动强化的耦合作用机制，优化了振子结构与布置形式，拓宽了涡振-驰振能量俘获频带，为流体动能向电能高效转换和清洁能源利用提供了创新路径与理论基础。 项目共发表SCI论文132篇，获国际发明专利授权2件、中国发明专利授权43件，被中、美、英、澳等75个国家/地区的1000余家高校/机构的学者引用，涉及能源、水利、海工、航空航天、风工程等十余个领域。5篇代表性论著的4篇论文发表于Journal of Fluids and Structures等流体力学与海洋工程权威杂志，被PANS、Journal of Fluid Mechanics等顶刊他引319次，单篇最高他引99次，1篇入选ESI热点论文、2篇入选ESI高被引论文，另1篇代表性论著为科学出版社出版的专著，不计入他引次数。项目发展的抑振与俘能方法被国际同行高度肯定，美国工程院Michael Triantafyllou院士、中国工程院龙腾院士等10余位海内外院士给予正面评价，完成人入选爱思唯尔中国高被引学者、斯坦福全球前2%高被引科学家终身榜单，产生广泛学术影响。项目成果还支撑了国内外船级社规范性文件的制定，以中国科学院闫楚良院士为组长的专家组评价为“总体技术水平国际先进，部分成果国际领先”。第一完成人入选教育部青年长江学者。

一、成果内容简介、关键技术、技术经济指标：1.成果内容简介：历史资料客观分析数据库是在AST/P33386及UNIXV3.2.2多用户操作系统的软硬件环境支持下，利用ORACLE关系数据库及所开发的其他各种实用程序而实现的。它主要由5个子系统组成：(1)系统维护。(2)数据维护。(3)数据查询。(4)绘制等值线图形。(5)打印输出报表。该系统除了能给用户提供及时、准确的数据查询的途径外，还给用户创造了可访问异地其他数据库数据的分布式查询的途径。该系统因此减少了数据冗余，消除了公用数据资料独自封锁的不良习惯，除此之外，用户还可随意读取异地、异种机型(大型机、工作站及其它微机)中所存储的数据及文件，存取自如，充分实现了资源共享。2.关键技术及技术经济指标：(1)提供多种查询方法，功能强，使用灵活、方便。(2)多个用户可同时对数据库进行联机查询。(3)可根据不同用户的使用要求，对其设置密码，对不同的菜单设置不同级别的保密措施，从技术上确保数据的独立性、安全性。(4)可在UNIX和DOS双操作系统并存状态下进行操作，实现了多用户、多任务的操纵。(5)提供了异种、异地机之间的数据库互访及数据传递。(6)采用模块化结构的设计思想，层次清晰，维护方便。二、经济、社会、环境效益及推广应用前景：历史资料客观分析数据库有着广阔的应用领域，如：数值预报研究天气、气候研究；灾害性海况(如大浪、海冰、风暴潮)各种预报技术的研究；海洋资源调查分析和开发利用的研究；天气图的自动绘制；各种海洋要素图表的自动绘制；客观分析技术的研究。目前所有的海洋环境资料的收集手段技术复杂，代价昂贵，如果不能采用最先进的技术和手段来很好地保护和管理这些宝贵的资料，势必会造成无法弥补的损失。历史资料客观分析数据库管理系统正是保护和管理这些海洋环境资料最理想的技术手段。由于该系统采用是模块化设计的思想，所以极易根据不同用户的要求，对系统进行调整和护充，具有良好的可维护性和再操作性。大大地延长了生命期。三、成果转化的可行性：在历史资料客观分析数据库管理系统的基础上，可根据社会需求，进一步开发和扩大应用领域，以取得更好的社会和经济效益。

项目在国家重点研发计划、海洋可再生能源资金项目等十余个项目的支持下，建立了适应我国海域特点的潮流能发电装置和波浪能发电装置现场测试与评价方法；研发了集成式、模块化潮流能发电装置和波浪能发电装置现场测试系统；解决了复杂地形环境下潮流和波浪测量的难题；率先在我国开展了潮流能发电装置和波浪能发电装置功率特性和电能质量特性现场测试与评价；潮流能发电装置和波浪能发电装置检测要素获得CMA证书，国家海洋技术中心成为我国首个具备潮流能、波浪能发电装置功率特性和电能质量特性检验检测认证资质的机构；截至2022年底，完成了十余台/套潮流能发电装置和波浪能发电装置的现场测试与评价工作。所形成的“潮流能和波浪能发电装置现场测试与评价技术”成果，荣获2022年度海洋工程科学技术奖特等奖。 “潮流能和波浪能发电装置现场测试与评价技术”对潮流能发电装置和波浪能发电装置的功率特性和电能质量特性现场测试与评价方法开展了长期、深入地研究。（1）首次建立了适应我国海域特点的潮流能发电装置和波浪能发电装置现场测试与评价方法，形成了并网型、离网型潮流能发电装置和波浪能发电装置功率特性及电能质量特性实海况测试技术。（2）研发了首代集成式潮流能发电装置和波浪能发电装置独立测试系统，在开展海上测试试验、分析总结的基础上，设计、研建了第二代模块化、多功能、智能化的潮流能和波浪能发电装置功率特性及电能质量特性现场测试系统，可满足潮流能发电装置和波浪能发电装置功率特性及电能质量特性的连续、实时、长期现场测试。（3）攻克了近岸浅海复杂海洋地形条件下潮流能发电装置和波浪能发电装置现场测试中潮流站位、波浪站位的设计难题，提高了发电装置输入能量计算的准确性。最终形成一系列研究成果：制定并发布国家标准2项；研制两代潮流能、波浪能发电装置现场测试系统；发表学术论文35篇；获授权专利4件（发明专利ZL2013 10364655.2，实用新型专利ZL202121201687.7、ZL20192204 9212.X、ZL201922050226.3）；登记软件著作权2项；潮流能、波浪能发电装置功率特性和电能质量特性取得CMA认证资质，培养研究生13名。

项目组紧密围绕总体目标分别开展了立管-参激涡激耦合振动特性研究、基于端部控制的立管涡激振动控制研究、基于分布式作动器的立管振动控制研究、端部控制与分布式作动器控制结合的立管振动控制研究。在立管-参激涡激耦合振动特性研究方面，分别采用欧拉-伯努利梁模型和尾流振子模型实现了立管振动和尾迹流场特征的模拟，并结合理论分析和实验手段对立管参激-涡激振动预报模型进行了定性和定量验证，分析了立管的参激振动响应特性和参激-涡激耦合振动特性。在基于端部控制的立管涡激振动控制研究方面，开展了变张力作用下立管的涡激振动模型实验，揭示了张力变化对立管涡激振动响应的影响机理。在基于分布式作动器的立管振动控制研究方面，分析了布放位置、阻尼参数、质量比参数、刚度参数对振动抑制效果的影响规律。在端部控制与分布式作动器控制结合的立管振动控制研究方面，实现了端部控制与分布式控制、主动控制与被动控制相结合的立管涡激振动控制。研究工作授权发明专利2项，发表SCI/EI检索论文5篇，形成科技报告3篇，培养博士生1名，硕士生2名。 该项目发展了立管涡激振动主动控制理论，完善了深水油气安全开发技术体系，为多种主动控制装置在深水立管中的应用提供理论基础，同时也为深水油气开发工程中立管涡激振动的主动控制提供了方法基础和技术支撑。研究成果有助于突破海洋立管涡激振动控制中存在的理论与技术瓶颈，增强中国海洋油气开发产业链自主可控能力。

该平台采用先进的大气、海洋及海浪模式，结合多重嵌套网格技术，“动力降尺度”技术，实现了对南海及华南区域海洋与大气环境的实时预报，对灾害天气事件如暴雨、寒潮、台风等以及海洋环流及海浪有良好的预报效果，特别是对强台风及台风风暴潮的预报效果显著，对于大气及海洋灾害事件预报预警有重要作用。推广及应用范围：暴雨、寒潮、台风及台风风暴潮、海洋环流、海浪等的预报预警。合作方式：预报产品数据共享、技术交流。

海岸带综合管理地理信息示范系统以辽宁省海岸带地区资源、环境、基础地理数据为基本信息，以资源持续开发利用、生态环境保护、规范人类活动及经济协调发展为应用目标，为海岸带综合管理提供决策支持服务的综合性、空间型的信息系统。系统由五个子系统、二个集成系统构成。二个集成系统为辽宁省海岸带综合管理基础信息示范系统(1:25万)和辽宁省典型区域海岸带综合管理示范系统(1:5万)。系统数据库包括了辽宁省海岸带基础地理、环境、灾害、污染、资源与涉海经济等信息，数据库符合标准化与规范化要求，可实现对基础数据的检索、查询、更新和管理；系统提供了多种信息分析模型。海岸带综合管理地理信息示范系统建设既是我国海岸带信息化工作的重要组成部分，也是一个成功的范例。该系统已在辽宁省海洋功能区划、海域使用、海洋环境评价、省际间勘界、鸭绿江口国土开发及大东港整治等工作中得到广泛而具体的应用。

项目属于海洋技术领域。大型海洋平台长期在恶劣海况下作业，人员和设备安全时刻受到威胁。 基于平台性能现场监测数据对海上作业进行风险预警，已成为海洋平台安全保障的重要手段。受恶劣海洋环境和严苛作业条件限制，海洋平台监测面临原始数据“测不准”、测得数据“拿不到”，拿到数据“算不清”的难题。为此，国际上对海洋平台的监测虽起步较早，但进展缓慢，在该项目实施之前尚未有成型的技术体系。 项目组历经12年探索实践，突破海上大型浮式平台多元信息高精度测量技术、监测信息汇集与控制技术、信息融合分析技术等关键技术，成功研制了中国首套大型海洋平台作业监测与安全保障系统，实现大型海洋平台状态准确测量、数据汇集和监测设备集控、数据融合分析、在线评估与自动预警等功能，为海上作业平台提供全面、实时和准确的决策预警支持。创新点如下： 1)突破了海上大型浮式平台多元信息高精度测量技术：提出了“平台运动-相对波面”解耦算法，实现了浮动平台上实际波浪时历测量，误差小于5%；开发了基于海上局部坐标系的多体相对位置测量技术，海上定位精度突破厘米级；建立了大型平台复杂结构应力响应面模型，实现了局部高应力近场测量。 2)开发了大型海洋平台监测信息汇集与控制技术：建立了适应复杂海况的短中长距平台监测数据链，实现了多尺度多模式的高可靠数据传输；研制了海洋平台监测信息集控设备，实现了数据同步采集、设备统一管理、长期稳定运行。 3)建立了基于信息融合分析技术的海洋平台作业安全保障体系：研制了海上安装作业实景再现支持系统，显著提升了作业效率和安全性；提出了任务导向型海洋平台作业风险识别方法，实现了平台作业安全监控和自动报警；建立了平台长期健康评价指标体系，实现平台健康状态的自动评估，保障平台长期安全。 系统成功用于“南海奋进”号、“海洋石油981”的长期安全保障，获得了平台在十余次台风中的完整数据，保障了平台安全，积累了宝贵的一手数据。系统已成为平台安全管理的核心系统。在“荔湾3-1”、“番禺34-1”、“渤中35-2”、“陆丰7-2”、“惠州25-8”等七座大型平台的现场安装中，系统全面监测海洋环境、多体运动和相对位置、关键结构载荷等，成为现场总指挥判断作业条件、确定作业窗口的唯一依据，保证了平台安装的圆满完成。基于项目成果，成功中标并完成HESS和PETRONAS两座油田平台的安装作业保障，得到挪威船级社和PETRONAS等合作方的高度评价，打破了国际海上安装安全保障业务长期被荷兰等发达国家垄断的局面。该技术所积累的大量真实有效的实测数据为海洋装备作业安全保障的理论分析、设计优化和实验研究提供了坚实的基础，完善了中国海洋工程科研链条，显著提升了中国海洋平台安全保障技术水平。项目共获授权发明专利14件，发表学术论文27篇，软件著作权10项。累计产生经济效益达3.75亿元，经济和社会效益显著。