深拖式電漿震源基礎研究

《深拖式電漿震源基礎研究》是依託浙江大學，由黃逸凡擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：深拖式電漿震源基礎研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：黃逸凡
• 項目類別：面上項目

項目摘要

深拖式電漿震源的研發有助於提高我國深海高解析度地震勘探技術實力，形成擁有自主智慧財產權的特色深拖震源技術，大力推動海洋地球物理研究和海底資源的勘探開發。本項目針對深拖式電漿震源的基礎問題，即深水環境下高壓脈衝放電的電-電漿-聲基礎物化問題進行研究，採用模型仿真和電、光、聲同步測試相結合的方法對高壓脈衝放電的電負載特性、電漿物化特性、氣泡熱力學和動力學過程、氣泡間相互作用過程，以及子波能量和主頻特性等參數進行仿真和測試，分析深水環境下電聲能量轉化過程中的各種損耗和子波能量效率，重點研究深水環境下高壓脈衝放電負載阻抗的非線性過程、子波能量損失和主頻變化等，解決超高水靜壓對水中高壓脈衝放電的抑制或影響，以及滿足深水高解析度地震勘探所需子波能量和主頻特性的電學設計原理等關鍵問題，為下一步深拖式電漿震源技術開發奠定基礎。

結題摘要

近海底探測可以大大提高探測的解析度，推動海洋地球物理研究和海底資源的開採。本項目的研究主要針對深拖式電漿震源的基礎問題，即深水環境下高壓脈衝放電的“電-電漿-聲”基礎物化問題進行多項計算仿真和實驗測試工作。各項研究工作按計畫執行，包括了實驗測試了不同水靜壓、水溫、放電極性、電極參數等條件下的高壓脈衝放電的電負載特性、電漿物化特性、氣泡熱力學和動力學過程、氣泡間相互作用過程，以及子波能量和主頻特性等，重點對深水環境下電聲能量轉化進行了分析。在此基礎上，提出了若干解決超高水靜壓對水中高壓脈衝放電的抑制或影響的技術方法，尤其提出了多路延時輸出來展寬聲脈衝寬度，降低主頻的技術方案，並開展了原理性的技術驗證。同時也對高壓脈衝放電產生的氣泡二次發光現象進行了深入研究，為研究空化發光現象提供了新的實驗思路。上述結果發表了SCI論文10篇，有2篇論文發表在Applied Physics Letters上，其中1篇被美國物理學會官方雜誌physics today專題報告，還有2篇發表在海洋工程著名期刊IEEE Journal of Oceanic Engineering上。授權發明專利4項，其中1項發明專利獲得歐盟專利授權。本項目的研究成果已經套用到十三五科技部重點研發計畫深水專項2016年啟動的第一批項目中“近海底高精度水合物探測技術”項目中，為深拖電漿震源的研發提供基礎數據，設計工作水深達到2000米，是世界首台工作水深超過1000米電漿震源。