台风浪数值模拟方法比较——以1513号台风“苏迪罗”为例

为减少复杂地形对台风浪数值模拟的干扰,有效优化模拟精度和效果,充分发挥台风浪数值模式在防灾减灾中的作用,文章利用ERA-interim风场驱动模式,以1513号台风"苏迪罗"为例,采用2种方案对其形成的台风浪进行数值模拟,并对二者进行比较。其中,方案(1)为采用WW3模式,方案(2)为采用WW3模式和SWAN模式嵌套。研究结果表明:选取有效波高的模拟值和观测值,根据对散点分布的定性分析以及对相关系数、偏差和均方根误差的定量计算,采用方案(2)的模拟精度更高;通过绘制台风浪场分布图,采用方案(2)对有效波高的动态数值模拟更加明显和准确,尤其对于复杂地形海域的模拟效果更优。因此,在未来的海浪数值模拟中,可参照采用方案(2),即在大区域采用WW3模式,在复杂地形海域嵌套SWAN模式。     

软弱砂岩骨料碾压混凝土的配制及其特性研究

在东南亚和我国西南地区由于缺乏合适的原材料,必须采用软弱骨料配制混凝土。以东南亚某工程现场的软弱砂岩为原材料,开展碾压混凝土配制和性能试验工作,探讨了该骨料配制碾压混凝土的可行性。采用软化系数为0.71的软弱砂岩,配制强度等级分别为C18020的二级配碾压混凝土和C1807.5的三级配碾压混凝土。结果表明,采用该砂岩骨料可以配制出满足强度要求的碾压混凝土,其用水量比常规骨料高15~20 kg/m3,拌和物密度和抗压弹模较低。其中,二级配碾压混凝土采用50%粉煤灰掺量、0.55水胶比;三级配碾压混凝土采用60%粉煤灰掺量、0.65水胶比。骨料抗碾压破碎模拟试验表明该骨料在碾压过程中破坏程度很低,说明采用该软弱骨料配制碾压混凝土具有可行性。     

分时窗合成地震记录方法在南黄海的应用

南黄海以往一般采用单时窗合成地震记录,即对测井曲线求得反射系数与理论子波进行褶积,但由于地层浅部和深部的频率不同,导致合成地震记录和实际地震剖面吻合得不好.提出了对地震资料采用分时窗提取子波合成地震记录的方法,从井旁地震道提取地震子波进行频谱分析,地层浅部和深部地震子波的主频和波形不同,并考虑时延特性,采用分析结果的地...     

南通洋口港海洋气象要素分析和预报

本文主要内容是南通洋口港海洋气象几种环境要素的分析和预报。选取国内外数值预报产品为预报因子,采用0,1回归方法,建立了四个关于海洋表面上的风力等级预报方程;采用三个简明的数学表达式反映海水表层温度的变化规律;采用投票法作出近海最大波高预报;采用统计分析方法,做出全年逐日、逐月高(低)潮时客观预报;采用误差分析法预测潮水到达紫菜养殖区或港口施工区的时间;实现了洋口港海洋气象4个要素的定量预报,并投入到紫菜养殖生产和洋口港海上施工气象科技服务工作中应用,其预报可信度受到了用户和海事等相关部门的认可与肯定。     

番禺4-2油田溢油数值模拟

采用三维浅海湖波定解方程组,建立番禺附近海域的三维潮流数值模型来计算潮流和潮位变化情况,开边界采用调和常数计算的水位来驱动,潮流和潮位验证结果较好,模拟结果较真实的反应了番禺附近海域的潮流和潮位情况.在潮流模拟验证正确的前提下,建立溢油预测数值模型,采用欧拉-拉格朗日追踪方法,对油膜中心轨迹进行预测,并预测出油膜的平均...     

海洋系泊缆索非线性有限元静力分析

采用几何非线性有限元方法研究海洋系泊缆索在重力、浮力和水流流体阻力作用下的静态平衡位形和张力分布.基于完全的Lagrangian格式,采用二节点等参索单元建立系泊缆索的静态平衡方程;采用增最迭代法求解得到的静平衡方程.数值算例证实此方法的有效性和准确性.计算了不同水流流体阻力作用下缆索的静平衡位形和张力分布,得到一些有意义的结论.     

潮汐机组双向发电性能数值模拟研究

为了提高潮汐机组双向发电的综合性能,研究了采用单侧、双侧导叶两种形式对贯流式潮汐机组水力性能的影响。基于N-S方程和RNG k-ε湍流模型,采用SIMPLIC算法,分别对采用单侧导叶、双侧导叶方案的水轮机全流道进行了三维定常数值模拟,分析了正向、反向发电时水轮机的内部流动状况。对不同导叶开度下水轮机的水头、流量和力矩等参数进行计算。结果表明,采用双侧导叶时,虽然正向发电效率有所降低,但反向发电的效率大大提高。     

两种湍流参数化方案针对水体温度演变过程的模拟与比较

依据山东跋山水库的观测数据,采用MY2.5参数化方案和κ-ε参数化方案在不同的表面边界条件下模拟观测的温度剖面演化过程。模拟结果显示,在风应力强迫的表面边界条件下,采用这两种参数化方案的模拟结果差别不大;当考虑Mellor和Blumberg的波浪破碎表面边界条件时,采用MY2.5参数化方案的模拟结果没有明显的改善,但采用κ-ε参数化方案的模拟结果有明显的改善,得到与观测相符的模拟结果。     

沿海区域不同坐标系统转换方法研究

沿海区域的测绘资料主要采用1954年北京坐标系、1980西安坐标系和2000国家坐标系(旧称WGS84坐标系),造成使用不便,需要构建这些系统之间的转换关系。不同方法和不同分区的大量试算表明,1980西安坐标系与WGS84坐标系可以采用7参数转换模型,3个分区和5个分区的精度都能达到0.5 m,其中5个分区的精度较好。由于1954年北京坐标系的特殊性,简单的7参数模型不能确保系统的转换精度,1954年北京坐标系与WGS84坐标系最好采用曲面拟合方法实现坐标转换,整个沿海区域采用6个分区,精度可以达到0.5 m以内的转换要求。     

乐清湾北港区溢油轨迹的分形模拟

在验证良好的区域二维潮流数学模型基础上,建立采用“油粒子”方法的溢油模型,包含油膜的拓展、漂移和扩 散等过程。模型采用四阶龙格库塔法求解粒子的平流过程,采用分数布朗运动产生non-Fickian 扩散来模拟油膜拓延。在 此基础上,对乐清湾北港区溢油风险进行预测模拟,分析在潮流和风不同作用情况下油膜的漂移轨迹和对周围敏感区的影 响。