自供能自感知智能海洋漂浮平台——科研成果⑯

时间:2026-04-29    来源:    作者:

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成果简介



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近日,国家重点研发计划“战略性科技创新合作”专项项目——新型自供能、自感知FRP增强轻质UHPC海洋单体漂浮结构关键技术研发(项目编号:2024YFE0201900)迎来重要阶段性成果。该项目由东莞理工学院牵头,澳门大学作为境外牵头单位,联合江苏海川新材料、中交四航院协同攻关,2025年作为项目实施首年,已在结构材料研发、仿生学结构设计、水动力分析、自供能、自储能、自感知六大核心领域实现关键技术突破,成功搭建海洋漂浮平台结构样机,为我国海洋工程装备升级提供了关键技术支撑,也为澳门融入国家海洋工程科技创新体系奠定了坚实基础。

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关键技术



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结构材料研发:攻克传统 UHPC 痛点,研制出密度 1850kg/m³、抗压强度 125MPa 的 LUHPC,密度降 26%,提出 “无钢” 拼接方案,技术达国际先进并支撑多项标准修订。

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仿生学结构设计:创新仿生蜂窝结构,搭建 4m 直径 1/5 缩尺样机,确定 0.1~0.2m 最优单体间距,研发 FRP 连接构件,实现平台轻量化高耐久,达国际先进。

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水动力分析:构建 SPH 流固耦合数值模型,经三类工况国际验证,精准预测平台动力响应,为结构安全设计提供工具,研究居国际先进。

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自供能技术:打造双重耦合供能体系,M-OWC 系统转化效率 40%、稳输 50W,实现海洋能高效采集。研发直流发电单元,开展循环10万次仍能保持稳定的输出,证明了交流电发电单元的发电输出稳定性。

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自储能技术:研发 CBCS 和深澜储能系统,前者比电容 3.27F/g 且强度达标,后者能量密度 68kWh/m³、度电成本大降,技术均达国际领先。TENG 系统储能效率提 25 倍,破解行业瓶颈。

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自感知技术:研发无铅压电传感器,性能衰减≤5%,建立多尺度损伤识别方法,裂缝定位误差≤8mm,搭建全链条技术体系,填补行业应用空白。

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应用



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目前,该项目已完成海洋漂浮平台结构样机的室内外测试验证,兼具轻质高强、耐腐蚀、智能运维等突出优势,可广泛应用于海上文旅、生态科考、应急救援及军民两用前沿基地等领域,为我国海洋资源开发提供低成本、高适应性的基础设施解决方案。下一步,项目团队将持续完善平台工程化应用技术,推动新型智能海洋漂浮平台的示范应用与产业化落地,为我国海洋强国建设注入新的科技动能。




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END


撰稿 | 张黎飞

图文编辑 | 黄晖雄

初审 | 李春志

复审 | 高峰

终审 | 兰善红