一种新型二阶全非线性Boussinesq方程及其数值验证

通过改进二阶全非线性 Boussinesq 波浪方程中的色散项,得到了一组没有改变原方程的数学形式但适用于更大变化水深的新方程,其色散性能和变浅性能都比原方程有了很大改进,所适用的水深范围更大,能更好地描述从深水到近岸浅水处的波浪传播;并基于新方程建立了波浪数值模型,通过模拟波浪从浅水到深水的传播变形来验证新方程的有效性.     

水流中波浪绕射折射数值计算与分析

提出了水深与流场缓变水域波浪传播数学模型－水流中依赖时间变量并考虑能耗的波浪“缓坡方程”及其等价的控制方程组,分析比较了无不流情况此理论模型与其相庆的两种抛物线型的差别,同时讨论了水流对波浪计算结果的影响。部分计算实例表明：该模型较其他模型能更好地适应河口三角洲大范围水域的波浪传播变形数值计算,且在强流河口呼近岸地区必须考虑水流对波浪影响,否则计算结果将严重失真。     

加强的适合复杂地形的水波方程及其一维数值模型验证

在他人给出的方程的基础上,通过在其动量方程中引入含4个参数的公式,推导出了加强的适合复杂地形的水波方程,新方程的色散、变浅作用以及非线性均比原来适合复杂地形的方程有了改善:色散关系式与斯托克斯线性波的Padé(4,4)阶展开式一致;变浅作用在相对水深(波数乘水深)不大于6时与解析解符合较好;非线性在相对水深不大于1.05时保持在5%的误差之内.基于该方程,在非交错网格下建立的时间差分格式为混合4阶Adams-Bashforth-Moulton的一维数值模型,并在数值计算中利用了五对角宽带解法.数值模拟了潜堤上波浪传播变形,并将数值计算结果与实验结果进行了对比,验证了该数值模型是合理的.     

含强水流高阶Boussinesq水波方程

采用摄动法并利用已建立的纯波情况下高阶Boussinesq方程,建立了可以考虑强水流与波浪相互作用的高阶Boussinesq方程.水流速度与波浪群速具有相同量级,且随时间和空间的变化尺度远大于波浪周期和波长.方程色散性近似到[4/4]阶Pade展开,对浅水情况方程可以是完全非线性的,可适用于波流相互作用的强非线性问题.通过将水流存在时波长和波幅的结果与一阶斯托克斯波结果对比,讨论了具有不同近似程度的3种含波流相互作用的Boussinesq方程的适用性.     

浅海环境下溢油海面的仿真

在考虑水深因素的条件下,提出了一种适合于浅海环境下溢油海面的仿真方法,利用TMA谱模型和Marangoni溢油理论模型,计算有限水深下溢油海面的海浪谱;然后根据海浪的色散关系和Longuet-Higgins海浪模型,计算有限水深下溢油海面的铅直位移;并分析了Kitaigorodskii深度函数的特性。仿真结果表明,有限水深下海面的铅直位移比深水的小,而有限水深下溢油海面的粗糙度要比有限水深下和深水清洁海面的都小,结果与Marangoni溢油理论模型相吻合。     

高阶Boussinesq类方程数值求解及试验验证

基于二阶非线性与色散的Boussinesq类方程,采用改善的Crank-Nicolson方法对不同情况下淹没潜堤上的波浪传播进行数值模拟。高阶方程与传统、改进型的Boussinesq方程计算结果进行比较,高阶方程的计算结果与实验吻合得更好。表明该高阶Boussinesq方程能够精确预测变水深、强非线性的复杂波况,可用于实际近岸海域波浪问题的计算。     

新型Boussinesq方程的进一步改善

基于传统的Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ方程,通过速度变换及在方程中加入高阶项的方法,给出了进一步改善线性色散关系及变浅作用系数的方程,其线性色散关系及变浅作用系数的精度均为Ｏ（β８）（β＝ｈ０／Ｌ,Ｌ为特征波长,ｈ０为特征水深）．     

非线性弱色散波内部流场的重构

基于势流理论和级数直接求逆方法,本文建立了基于Ｂｏｕｓｉｎｅｓｑ方程或Ｇｒｅｅｎ－Ｎａｇｈｄｉ方程给出的水深平均流速或某特征流速及波面信息重构非线性弱色散波内部流场的算法。以Ｂｏｕｓｉｎｅｓｑ方程的孤立波解为例,用本反演方法计算了孤立波的表面水平流速及底部水平流速。结果表明本算法是有效的。本反演算法可用于获取非线性弱色散波的内部流场的详细信息。     

新型Boussineseq方程的时一步改善

基于传统的Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ方程,通过速度变换及在方程中加入高阶项的方法,给出了进一步改善线性色散关系及变浅作用系数的方程,其线性色散关系及变浅作用系数为精度均为Ｏ（β＾８）（β＝ｈ０／Ｌ,Ｌ为特征波长,ｈ０为特征水深）。     

地形与流对水平无旋浅水波的影响

本文在水平无旋及Boussinesq假设之下,导出了水面变化与水平速度场耦合方程组,以及相应的压力与垂向速度解析表示式。通过数值方法求得水面变化及某一特定水深的水平速度分布之后,压力分布及其余水深的速度分布即可由简单计算得到。由色散关系式可知,不同水深的长波色散关系在O(ε)近似之下是等同的。粘性的存在会使波高随时间的增加而衰减,但粘性与底斜率的耦合又可能使波高增长,形成不稳定;计算及分析说明,当同向流增大时,波速增大,波长增大,波高会增加;而水深减少,使波速减少,波长缩短,振幅增加。     

关于海洋中的正压流和斜压流问题的讨论

关于海洋中的正压流和斜坛流的概念，目前存在着３种不同的提法．本文首先分别简述它们在定义上的差别，然后对３种定义在理解海流性质问题上的长、短处加以评述。一些理论物理海洋学家依据地转关系式，把与海面倾斜相连系的流视为正压流部分，而与密度不均匀性有关的视为斜压流部分。笔者认为这种定义在物理概念上是清楚，在实际应用中是方便，因此在讨论海流性质时最好采用这种观点。     

The fundamental characteristics of current in the Bering Strait and the Chukchi Sea from July to September 2003

1Introduction TheBeringStraitactsasashallowchannelbe- tweenthePacificandtheArcticOcean(seeFig.1). TheBeringStraitislessthan60mdeepandconnects theChukchiSeatothenorthandtheBeringSeatothe south.TheChukchiSeaisamarginalseaoftheArctic Oceanwithsome50mdeep(Woodgateetal.,2004). TheBeringStraitthroughflowplaysanimportantrole inthestratificationoftheArcticOcean,especiallyin theprimarywaterpropertiesoftheChukchiSea. Aagaardetal.(1985)arguedthatbecauseofthe coastalgeometry,therewerewind-driven…     

东太平洋我国开辟区底层海流锚泊观测

“海洋四号”在执行ＤＹ９５－７和ＤＹ９５－９航次调查任务期间,在东太平洋我国开辟区做了２个测站的底层海流观测。观测资料分析表明,底层流的流速在１．２～１２．０ｃｍ／ｓ之间;底层流有月际和日际变化,并发现底层流存在“不活动”期。     

Extraction of Intemal Tidal Currents from A Portion of Sea Current Profile

Internal tide is one of the major oceanic phenomena. Determination of internal tide is important for theoretical study and for ocean engineering research. As an inverse problem, extraction of internal tidal currenls from sea currents is diffi-cult. In this paper, a method is developed to extract internal tidal currents from a portion of the sea current profile based on the fact that the directions of internal tidal currents above and below the thermocline are inverse. Sea current data col-lected from the South China Sea is processed with this method. The internal tidal currents and the depth of the thermocline are successfully extracted. The depth of the thermocline determined is in good agreement with that measured in 1959.     

基于高频地波雷达资料的海南中东部近海表层海流特征

利用海南中东部近海海域高频地波雷达观测得到的2019年4月—2020年3月表层海流资料进行潮流调和分析和余流分析。结果表明: 海南中东部近海海域以不规则半日潮流为主, 半日分潮M₂和S₂以往复流为主, 全日分潮O₁、K₁以顺时针旋转流为主, M₂、S₂、O₁、K₁分潮最大潮流流速的比为1 : 0.51 : 0.60 : 0.65, M₂为最主要分潮。最大可能潮流流速分布从西南方向向东北方向逐步增大, 最大值为35cm·s^-1。余流受东亚季风影响较大, 季节变化特征显著, 呈夏季形态(6月—8月)、冬季形态(9月—次年2月)和过渡形态(3月—5月)。夏季形态流向东北, 平均流速29cm·s^-1; 冬季形态持续时间最长, 流向西南, 平均流速36cm·s^-1, 大于夏季形态; 过渡形态为冬季形态向夏季形态的转变期, 流向分布较复杂, 平均流速13cm·s^-1, 明显小于夏季和冬季形态。从全年来看, 西南向流动的时间最长、流速最大, 海南中东部表层海水物质输运自东北向西南。     

Extraction of Internal Tidal Currents from A Portion of Sea Current Profile

Internal tide is one of the major oceanic phenomena. Determination of internal tide is important for theoretical studyand for ocean engineering research. As an inverse problem, extraction of internal tidal currents from sea currents is diffi-cult. In this paper, a method is developed to extract internal tidal currents from a portion of the sea current profile basedon the fact that the directions of internal tidal currents above and below the thermocline are inverse. Sea current data col-lected from the South China Sea is processed with this method. The internal tidal currents and the depth of the thermo-cline are successfully extracted. The depth of the thermocline determined is in good agreement with that measured in 1959.     

我国海洋测流仪器的发展与现状

本文介绍了建国以来海洋测流仪器发展的几个主要阶段,以翔实的背景资料,论述了我国海洋测流仪器的发展与现状,肯定了我国的海洋测流仪器发展中所取得的成绩,找出了差距,并提出了今后我国海洋测流仪器的发展方向     

现场海域水平扩散系数的探讨 Ⅱ．黄河三角洲埕北海域的计算

根据Ｔａｙｌｏｒ的湍流扩散理论和Ｈａｙ、Ｐａｓｑｕｉｌｌ提出的拉格朗日流和欧拉流的相关函数的相似性，用黄河三角洲埕北海域的实测资料，按四种不同方案计算出该海域的水平扩散系数和谱密度分布。指出：该海区潮流扩散系数主要受潮流的影响，其分布特征与潮流的分布基本一致，所求的水平扩散系数主要是由周期性的潮运动给予潮流扰动所致。方案４是通过富氏变换滤波消去了周期性潮流扰动，本方案计算的水平扩散系数是由周期为６ｈ以下的小尺度涡提供能量。     

南海东部区域的海流状况——Ⅱ.海洋激流现象

用南海东部 1 997年 1 1月实测的高密度海流资料 ,分析了海流的形态。发现了海洋激流现象 ,它具有流速特别大、持续时间短暂和突然发生以及随机现象等复杂性质     

粤西水东单点系泊海域潮流和低频流特征

水东单点系泊海洋浮标站，设置在水东港附近，水深25m。利用波浪自记仪、ADCP流速剖面仪（座底）和CTD等，对水文（浪、流、潮、温、盐）和气象（海面风速和风向）进行综合观测，历时一年。其潮流特征为：表、中层流向出现最多的频率是：WSW。低频流出现频率最多的方向和潮流基本一致。10月～第二年4月的这7个月中，WSW出现率最高：表层平均出现频率52．1％，中层平均出现频率52．6％；而5～9月这5个月中，表层平均出现频率25．5％，中层平均出现频率21．3％。