在深海匹配场（Matched Field Processing-MFP）声源定位中，拷贝场模型的计算精度和速度对声源的定位效果和定位效率有着直接的影响。针对这一问题，本文数值仿真研究了深海匹配场定位中采用高斯射线束理论作为拷贝场计算模型的可行性。高斯射线束理论具有计算速度快，物理意义清晰，并且适合并行化处理等优点。文中利用不同水文环境、不同频域范围的大量仿真实验来证明该模型的适用性。结果表明，高斯射线束模型在深远海的声源定位中有很好的定位精度，并且在较低频段同样有效，可以作为深远海声源定位的拷贝场计算模型。

设计了一种应用于深海高压环境中的外接皮囊一体式新型液压系统的压力自平衡装置,并对其工作原理进行了分析,在此基础上又对其压力平衡过程进行了建模和分析,建立了装置所需硅油补偿体积与密封腔体规格及所处海水压力等相关参数的关系公式。结果表明,实现压力平衡需要补偿的油液体积与装置所处环境温度降低量、环境压力增量、海水压力及材料弹性模量成正相关关系,与材料泊松比成负相关关系,并得出了装置设计相关参数曲线。通过公式及曲线对实际设计装置进行指导验证,可实现装置体积小、质量轻、耗能低的最优设计。

针对深海高压特殊环境,将现有O形圈密封结构进行改进和优化使其在海下具有更好的密封性能。利用ANSYS软件建立O形橡胶圈二维轴对称模型,分析深海环境下密封槽直径、O形圈材料、密封槽深度、法兰间隙等对O形圈密封性能影响。结果表明：深海环境下,应适当加大密封槽直径以避免压缩后O形圈与槽壁间形成空腔;深海环境下使用的O形圈,采用丁腈橡胶,选择压缩率在20%～25%之间,密封间隙为0较为合适。

深海水下闸阀和驱动器是水下采油树、出油管线、水下管汇系统等水下生产系统装备中不可或缺的设备,其密封的可靠性是影响使用性能和寿命的关键,同时也是该类阀门及驱动器国产化研究的重点。基于对国内外水下闸阀及驱动器的技术特点和应用情况的分析,结合该部件国产化研制的情况,围绕水下闸阀和驱动器密封性能研究这一关键技术问题,从密封结构设计、密封性能分析、密封可靠性验证方法研究、产品样机密封试验验证过程和问题处理等内容进行了全面的分析和研究。针对故障率较高的闸阀密封,创建了阀座密封分析模型,对比分析了不同工况下C形金属密封环的受力和变形趋势,得出了该类密封圈结构优化方案,通过PR2F性能试验验证了设计的可行性,指出影响产品密封性能的主要因素,解决了水下闸阀和驱动器国产化关键技术问题。研究结果可为提...

为了分析深海特殊环境下液压元件中O形圈的往复密封性能,基于ANSYS软件建立了O形圈的二维往复运动模型,分析了不同工况下O形圈接触应力和摩擦应力的分布及往复运动过程中应力大小变化情况。结果表明：深海各种工况下,O形圈可实现往复密封;往复运动开始时应力不断变化,之后趋于稳定;深海高压环境对O形圈密封性能影响很小,可以忽略不计。

深海高压、低温的特殊环境会导致液压油的属性发生改变,而液压油作为齿轮泵的工作介质,其变化将严重影响齿轮泵的效率。为了研究深海环境对齿轮泵效率的影响,利用CFD方法建立了齿轮泵内流场模型,研究了不同海水深度以及不同工况时的齿轮泵效率。结果表明：深海环境下,海水深度越深,齿轮泵的效率越低。环境压力与海水温度的变化对齿轮泵的效率均有一定影响,且前者的影响更为显著。随着海水深度的增加,环境压力对效率的影响在转速大于1 900r/min时较为明显,效率降低约6%,在转速小于1 900 r/min时,效率仅降低约3%;海水温度对效率的影响在转速小于1 900 r/min时较为明显,效率降低约4%,转速大于1 900 r/min时,效率仅降低约2.5%。

电视抓斗依靠液压传动系统实现抓取动作,是深海矿物取样的重要装备。受液压系统集成化程度低、布局混乱等因素的影响,早期的电视抓斗体积大、质量大、能耗高,不能实时显示液压系统的工作压力等关键状态参数,无法直观掌握系统运行状态,给深海取样工作带来了诸多不便。通过改进液压系统组成结构、优化深海液压补偿容积参数等方式,提升了液压系统的动态性能,缩小了设备总体体积,降低了系统能耗,提高了工作稳定性,使电视抓斗便于使用和维护,提高了深海调查工作效率。

提出一种在深海海底直接利用海水的压力进行发电的能量供给技术,并将开关液压源理论应用于其海水液压马达的驱动控制,实现了流量的复用以及输出转矩与负载的自动适应,大幅度提高能量的转换效率.在此基础上,提出相应的输出电压控制方法,并进行了理论分析和仿真研究.结果表明,该系统具有良好的抗干扰能力,但响应速度相对较慢.

水压传动技术应用于深海环境可以直接从海洋中吸水加压，高压水作功之后可以直接排入海洋，不需要水箱和回水管道，大大简化了系统，具有独特的优势。然而，在深海作业时，液压元件的工况同陆地相比有较大的差异，海深压力相当于在元件出口加了一个背压。文中用背压来模拟海水压力，对以水作介质时背压对提升阀口流量特性的影响进行了实验研究。研究结果表明，背压使得流量饱和更容易发生；有背压时的流量系数比没有背压时的流量系数大；当阀芯和阀座有叠合时，背压对阀口流量特性的影响比阀芯和阀座没有叠合时的影响大。

设计了一种应用于深海环境的液压系统的压力补偿装置，在分析其工作原理的基础上，对压力补偿过程进行了建模与分析。结果表明，硅油补偿体积与水压成单调递增的函数关系，从而为压力补偿装置的设计提供了定量的依据。根据此设计依据研制的压力补偿装置在深海热液pH值原位探测器上得到了成功的应用，从而证明了该压力补偿装置设计方法的正确性和有效性。