伶仃洋河口水域纳潮特性分析

为阐明伶仃洋河口水域纳潮现状和特性,分别采用经验公式和建立贴体曲线坐标系下的珠江河口二维数学模型的方法,对河口伶仃洋水域的纳潮特性进行了分析和探讨.数学模型的离散和求解采用纯隐格式的混合有限分析法,根据实测资料对其进行了验证.比较显示,采用实测资料和经验公式计算到的伶仃洋水域纳潮量与数学模型的计算结果相差在5%以内,从而证实了数学模型的可靠性.结果表明,伶仃洋海域的主要纳潮口门为伶仃洋口门,约占总纳潮量的87.7%,通过香港暗士顿水道进出的潮量仅占12.3%左右,显示伶仃洋口门为该海域的主要径潮通道,对该河口的防洪和生态具有重要的作用     

二维潮流数学模型的四边形等参单元法

本文在有限差分和有限元法的基础上，采用四边形等参单元，对在河海域进行了潮流数学模型计算，计算表明：该方法既能较好地拟合边界，又可减少网格划分等前期工作，所得结果与实测资料基本一致。     

基于非结构网格的高分辨率隐式算法研究及应用

采用LU-SGS隐格式离散N-S方程,求解过程引入超松弛系数。数值水槽试验研究发现,超松弛系数的引入可以提高计算结果收敛速度,其取值范围一般在1~1.3之间。应用LU-SGS算法,建立了高分辨率的大东港海域潮流泥沙数学模型,计算结果表明,该算法稳定性好,计算精度能够满足实际工程应用,具有模拟大范围海域潮流泥沙运动的能力。     

点吸收式波浪能俘获装置结构优化方法研究

根据布设海域波浪能资源特征,对点吸收式波浪能装置结构进行优化,可有效提高装置的能量俘获效率。本文以威海褚岛北部海域为装置布设目标海域,在对该海域波浪资源特征进行统计分析的基础上,计算得到装置的直径,同时利用数值软件计算出多组工况下点吸收装置吃水深度和装置固有周期的对应关系,并利用统计学方法得出装置固有周期随吃水深度的变化规律,进而分析得出装置在该海域的最佳设计吃水深度,为点吸收波浪能装置结构优化设计提供了新的思路。该方法对于其他技术类型波浪能装置的结构优化设计同样具有借鉴意义。     

群岛峡道浓盐水排放扩散的三维数值模拟

采用三维潮流温盐数学模型对六横岛附近海域的水动力环境及盐度场分布进行数值模拟,并以实测资料进行验证,所建立模型可以较好地反映该海域潮流动力特征及盐度场的分布情况。利用验证后的三维数学模型,对海水淡化工程浓盐水排放后盐度场分布进行计算,将排放后的盐度分布与工程前进行对比分析,并推算盐升面积及垂向盐度增量。结果表明,海水淡化工程排放的浓盐水对六横岛海域盐度分布的影响主要集中在排水口附近的底层,影响区域呈带状分布,最大盐度增量为1.2左右,且排水口附近海域出现盐度垂向分层。     

洋浦近岸海域污染控制规划方案优化——Ⅰ.排污口位置优选

在洋浦近岸海域计算潮流场基础上,计算预选排污口附近海水质点运动轨迹及预测污染物浓度分布,最后,从环保角度出发,推荐了洋浦地区各开发区的排污口位置,为洋浦近岸海域污染控制规划方案的制定及其优化提供了依据。     

曹妃甸粉沙质海岸围垦后港内泥沙研究

粉沙质海岸离岸围垦后港内淤积引人关注。基于平面二维潮流数学模型,采用网格嵌套技术,模拟了渤海、曹妃甸海域潮流场;该海域泥沙为粘性沙,且围垦后港内流速很小,采用悬沙运动数学模型模拟了潮流和波浪作用下正常天气和大风天的含沙量场,分析了大风后含沙量衰减过程,计算了正常天气年淤积强度和大风天泥沙淤积厚度。计算表明,外海泥沙主要通过甸头东侧老龙沟进入港池水域。正常天气下,港内流速小,基本处于淤积环境,但由于外海含沙量小,港池水域年淤积厚度小于10 cm。大风浪作用下,曹妃甸海域含沙量明显增大,由老龙沟进入三港池的泥沙沿程落淤,港内普遍淤积,泥沙淤积厚度在5 cm以内。     

潮汐动力场准三维值模拟

本文建立了适用于海岸潮汐动力环境模拟的准三维数学模型,其特点是在成功实现二维全流模型计算的同时,求解流速差值（即流速与其垂线平均值之差）方程组,从而获得潮流速的垂直分布,并使两者结果相一致。在验证计算和应用于复杂海域的研究计算中,数值结果不仅与分析解取得一致,而且与实测值符合较好,证明该模型是实用有效的。     

波浪变形的数学模型

本文给出一个在复杂水深地形条件下计算包括折射和绕射效应的线性波浪变形数学模型。该模型用差分方法进行求解,并应用于兴化湾江阴岛码头及航道的波浪要素计算,所得结果与其他方法的结果进行比较。通过实际应用说明它是计算开阔海域波浪变形的有力工具。     

热通量计算方法在开敞海域温排水模拟中的应用——以田湾核电站为例

海气热通量对海气的热量交换具有重要的影响,能够很大程度地影响局部海域的热量扩散情况。在滨海电厂所在海域,由于温排水与环境水域温差引起的斜压效应,将对附近海域温度分布、局部环流结构变化等海洋生态环境造成影响,因此现有的数学模型要考虑海气热通量才能更加准确地模拟温排水造成的温升场。本文在了解田湾核电站温排水特点和附近海域潮流特征的基础上,应用FVCOM数值模式,采用《物理海洋学》中的海表面热通量计算方法,建立了田湾核电站附近海域温排水数值模型,对温排水造成的温升进行了模拟。模式考虑斜压效应,在排水口考虑了温排水的叠加效应,通过与实测资料比对表明:该文建立的田湾核电站温排水模型可以较好地模拟该海域的温度变化和温排水造成的温升变化。     

嵌入式GIS中大区域路径规划算法研究

首先讨论了目前存在的大区域路径规划算法;其次建立了一种适用于多尺度路径规划算法的多级道路网数据模型,给出了多尺度道路网数据库和拓扑结构的建立;最后,在多级道路网数据模型的基础上,提出了一种适用于嵌入式G IS的多尺度道路网路径规划算法。     

Manifestation of Specific Features of the Optical Properties of Atmospheric Aerosol over the Black Sea in the Interpretation of SeaWiFS Data

We consider the problem of quantitative evaluation of the optical characteristics of seawater according to the data of satellite measurements. The principal physical mechanisms responsible for the errors in the atmospheric correction made with the help of the standard NASA algorithm are established. It is shown that the models of atmospheric aerosol realized with the help of this algorithm are inconsistent with its actual properties over the Black Sea.     

基于声呐图像的深海采矿车组合定位导航算法

实现高精度的定位导航是深海采矿车完成海底工作任务的基础条件。在采矿车行进过程中,声呐设备生成的图像信息能够反映海底场景的变化,从而体现采矿车本身的运动,由此建立了一种声呐图像里程计,并将其与轮式里程计和USBL测量数据相结合提出了一种深海采矿车组合定位导航算法。首先对多波束前视声呐图像进行预处理,然后使用Canny算法进行特征检测并对特征点云进行配准,再结合声呐成像原理构建了声呐图像里程计运动模型,最后通过轮式里程计运动模型推导预测方程、声呐图像里程计运动模型和USBL测量数据推导更新方程,利用EKF（extended Kalman filter）算法实现基于多传感器融合的定位与姿态估计。海试数据验证了该组合定位算法能实现轮式里程计、声呐里程计和超短基线在速度、位置、艏向角估计、定位速率的精度互补,具有一定的有效性和精确性,该算法为深海采矿车的定位与导航算法研发提供了参考。     

海气通量算法在海上蒸发波导诊断中的应用

利用TOGA COARE Bulk Air-Sea Flux Algorithm3.0,建立了基于通量算法的蒸发波导模型(Flux Evaporation duct Model),并进行了环境敏感性分析,而且与Paulus-Jeske模型对比,进行误差敏感性分析,并开展了雷达探测评估的海上试验,较全面的阐述了基于通量算法的蒸发波导模型的性能。     

海上油田油轮外输系统优化分析

对海上油田油轮外输系统进行了分析 ,建立了系统优化的数学模型。选用模矢搜索法、单纯形算法和模拟退火算法三种优化方法进行了计算 ,得出在对某些非线性问题进行优化时 ,利用模拟退火算法和直接最优化方法 (如单纯形法 )相结合 ,既能保证得到全局最优解 ,又能减少计算时间。通过实例计算 ,得出油轮外输系统适用于离岸距离较远、产量较小的油田 ,其外输费用随离岸距离的增加变化非常小 ,但随油田产量的增加而增加较大     

混合电解质水溶液相平衡计算的研究

建立了一种混合电解质溶液相平衡计算的混合整数非线性规划模型,并提出用遗传算法求解.首先基于G|bbs自由能最小化原理,通过对液相、固相析出盐种类编码的处理,建立了电解质体系相平衡计算模型,将相平衡计算问题转化为有约束的最优化问题;其次用遗传算法求解,通过对优化变量采取动态边界的可行域编码方法和序贯收敛技术保证了算法的有效实施,可实现固液平衡计算并得到析出的晶体数、盐的种类、固体的量以及液相组成;最后对多种体系进行了计算,结果表明此方法可行有效.     

基于Prophet算法的海南近海波浪长时段时序分析与预测

近年来,以大数据为基础的人工智能算法逐步兴起并被用于海洋波浪短期预测.本文采用2015-2019年海南近海逐时波浪实测时序数据,基于Prophet算法建立了海南近海波浪长时段时序预测模型,分析了2015-2019年海南近海波浪日、月、年变化特性,并对海南近海2020年波浪变化过程进行了预测.结果显示,Prophet算法...     

珠江口二类水体水色三要素的优化反演

根据2003年1月份珠江口实测资料获得了适合该海域的相关参数,建立了适用于该海域的二类水体水色三要素优化反演模型,同步优化反演得到了与2003年1月25～26日实测站点相对应的2003年1月29日的SeaWiFs图像像元点的水色三要素,反演与实测水色三要素的平均相对误差分别为：叶绿素14．9％,悬浮泥沙12．1％,黄色物质13．6％。研究结果说明本研究建立的优化反演模型比较适用于珠江口二类水体水色三要素的反演,且具有较高的反演精度。     

多金属结核概念车浮游体的外形设计及阻力特性分析

针对深海采矿实际需求,提出将集矿车上的液压站与集矿车分离,设计成相对独立、悬浮于集矿车前部上方的浮游体。设计了多金属结核概念车浮游体(以下简称浮游体)外形,并利用三维设计软件SolidWorks建立了其三维几何模型。在此基础上,对几何模型进行简化处理,建立了浮游体流体动力学计算模型。利用流体动力学仿真分析软件ANSYS CFX,采用雷诺时均算法(RANS算法)和两方程的k-ε湍流模型,得到了不同工况的阻力数据。采用Matlab曲线拟合功能,研究了浮游体阻力特性,验证了外形设计方案的可行性。     

高分影像砂质海岸线精细提取及校正方法

通过遥感影像稳定获取大范围、连续性海岸线数据,是开展海岸带研究的重要手段之一.针对传统边缘检测算法处理高分辨率遥感影像存在的噪声敏感性、阈值不稳定性等问题,引入一种强鲁棒性的结构森林边缘检测(Strected?Forests?Edge?Detection,?SE)算法,对海口市西海岸砂质岸线进行识别,并提出基于Bruu...