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基于光纤技术的船体变形测量方法研究的任务书
任务书
题目：基于光纤技术的船体变形测量方法研究
背景和意义：
船舶是人类古老的交通工具之一，具有载重量大、运输效率高、路径可控等优点。随着技术的不断进步，船舶的尺寸和载重量也越来越大，而船舶的结构材料受到海洋环境和载荷的不断影响，会引起船体结构的变形和损伤。因此，船体变形测量是船舶结构健康监测中的重要一环，也是船体结构设计和改进的必要前提。
传统的船体变形测量方法包括测量基准点、立体测量法、光栅法等，但这些方法存在着测量精度低、测量范围小、测量环境受限等问题，难以满足实际应用需要。相较而言，基于光纤传感器的测量方法具有测量精度高、测量范围大、抗干扰能力强等优点，逐渐成为了船体变形测量研究的热点之一。
近年来，光纤传感技术不断发展。光纤传感技术具有非侵入性、抗干扰能力高、测量范围大等优势，在电力、交通、石油、化工等领域得到了广泛应用。而在船舶领域，基于光纤传感技术的船体变形测量研究也已经开始进行。但是，目前尚缺乏系统性和深入性的研究，该领域存在着很多亟待解决的问题。
因此，本研究拟通过对基于光纤技术的船体变形测量方法的研究，解决现有技术的不足之处，提高船体变形测量的精度和可靠性，为船舶结构设计和改进提供有效支持。同时，本研究还将尝试开发新的光纤传感器，以提高测量精度和范围。
研究内容：
1、研究现有基于光纤传感器的船体变形测量技术，并分析其存在的问题和不足之处。
2、尝试开发新型光纤传感器，从设计、制造、测试等方面进行探索和研究。
3、通过实验研究，验证新型光纤传感器的测量精度和可靠性，并与传统测量方法进行对比分析。
4、研究基于光纤技术的船体变形数据处理方式，尝试利用现代计算机技术来优化算法和加速处理速度。
5、开展船舶结构的变形测量应用案例研究，为实际应用提供技术支持。
研究方法和步骤：
1、文献调研：通过查阅国内外相关文献和研究报告，对光纤传感器和船体变形测量技术的研究现状进行梳理和总结，并分析其存在的问题和不足之处。
2、实验设计：根据研究目的和需求，设计基于光纤技术的船体变形测量实验方案，包括光纤传感器的选择、布置方案、实验参数的设置等。
3、实验制备：根据实验方案和参数，制备实验所需的光纤传感器、采样系统、数据处理软件等。
4、实验实施：在实验条件下，采集船体变形数据，并通过实验分析，验证光纤传感器的测量精度和可靠性，同时与传统测量方法进行对比。
5、算法优化：针对实验结果和数据处理方法，通过现代计算机技术，进行算法的优化和加速，以提高数据处理和分析效率。
6、案例应用：开展船体变形测量的应用案例研究，选择实际船舶进行测试，并对测试结果进行分析和解释，为船舶结构设计和改进提供支持。
时间安排：
本研究计划从2022年3月开始，分为以下几个阶段：
1、2022年3月-4月：文献调研和实验设计，制定详细实验方案。
2、2022年5月-6月：实验制备，包括光纤传感器的制备和采样系统的搭建。
3、2022年7月-8月：实验实施和数据采集，对实验结果进行分析和整理。
4、2022年9月-10月：算法优化和实验数据处理，设计和应用算法优化方法，优化数据处理方法。
5、2022年11月-12月：案例应用和结果分析，对船体变形测量实验结果进行分析和解释，为实际应用提供支持。
参考文献：
1.江宁,李国芬.基于光纤传感技术的结构健康监测研究[J].海洋与湖沼,2019,50(1):176-185.
2.何玉明,肖建文.基于光纤传感技术的船体变形监测技术发展及应用研究[J].船海工程,2018,47(2):13-18.
3.Wu,Jie,XiujuanLiu,JianFu,etal.Fiber-opticsensorsforstructuralhealthmonitoringofships:areview[J].OpticalEngineering,2016,55(10):101907.