水下拖曳升沉补偿系统水动力数学模型研究

建立变缆长的水下拖曳升沉补偿系统水动力学偏微分方程组和边界条件.拖缆动力学模型基于Ablow and Schechter模型,拖体采用水下运载体六自由度方程模拟,运用有限差分法离散偏微分方程组和牛顿迭代法计算变缆长情况下拖体深度与拖缆各点张力的动态取值.数值计算结果表明采用收放拖缆的升沉补偿方法能够有效削弱母船升沉运动对拖体深度和拖缆张力的影响.     

海洋资源四维勘探拖缆阵列动力学特性仿真研究

面对日益增长的海洋资源勘探需求,海洋资源四维勘探拖缆阵列的研究越来越被人们所重视。作为拖缆动态控制策略研究的前提与依据,拖缆阵列的动力学特性始终是该领域在技术突破进程中的重要课题。以Ablow的经典模型为基础,采用微元法对拖缆阵列建立三维模型,并在时域上采用广义α算法对非线性方程进行离散求解,通过程序编译,对拖缆在四种工况(即拖船匀速直线航行、回转航行、变速直线航行以及拖点处存在升沉运动等)下的响应进行计算分析,着重考量其深度及张力的变化。仿真计算结果表明,广义α算法对拖缆阵列姿态在空间和时间上离散求解,算法稳定性良好,弥补了传统有限差分法对于时域不稳定的缺陷。     

复杂海况下水下拖缆数值分析研究

为了解复杂海况下风浪对水下拖缆的影响进行了动力学仿真研究。以P-M谱作为海浪谱密度公式,计算一组不同频率的组成波,采用线性波浪叠加法,计算由波浪引起的空间流场速度及加速度,推导叠加波的干扰力,将不规则波引入水下拖缆动力学模型中,采用四阶龙格库塔积分法对动力学模型进行数值求解,讨论拖缆在不同海况下的动力特性。结果表明,随着海况等级的提高,叠加波的频率范围逐渐降低,拖缆的垂向偏移量以及拖点处张力均会产生明显增加及波动,且其波动周期接近叠加波的平均周期;在不同浪向角的作用下,拖缆波动规律与规则波作用下类似,但也具有一些不规则波的特点。     

拖曳线列阵振荡幅值响应特性

通过欧拉角的变换把拖曳线列阵微元段矢量动力平衡方程在局部坐标系下展开，在时间和空间上作中心差分数值离散平衡方程。将尾绳阻力作为线列阵尾端点的张力，改善因尾端张力为零引起的差分方程奇异性。取有关文献资料中的两个拖曳线列阵进行了拖点振荡响应计算，计算结果与相应文献资料中线性理论的计算和试验结果基本吻合。最后由仿真计算讨论了拖曳线列阵参数变化对拖点垂向和横向的谐振稳态响应特性。计算结果表明影响拖曳线列阵振荡响应的主要参数是由拖缆长度、拖点航速和拖点振荡因频率构成的无因次振荡频率。     

波浪作用下缆船拖带系统非线性运动数值模拟

基于船舶操纵性运动方程和拖缆的三维动力学运动方程,提出了被拖点位置匹配的方法,建立了拖船—拖缆—被拖船系统整体非线性拖带动力学模型。为了考察被拖船航向稳定性与横向稳性的关系以及波浪载荷作用的影响,被拖船采用水平面四自由度运动方程,并引入了波浪的作用力和力矩。拖船采用PD控制方法较真实地模拟了拖船航向改变的运动过程。对一个拖船—拖缆—被拖船系统(5 000 t的拖船和3 000 t的被拖船)在时域内进行了规则波浪作用下拖带运动的模拟,计算结果表明被拖带船舶在波浪中运动呈现运动稳定、不稳定和临界状态3种可能的特性。根据模拟计算结果,认为波浪中拖带航向稳定是被拖带船舶保持稳性的必要条件。     

拖曳系统计算中拖缆与拖体的耦合计算

针对带有水下设备舱的拖曳系统,提出了一种有效的算法,来获得拖曳系统的运行状态。将拖曳系统分成拖缆和水下拖体两个部分,分别建立运动数学模型。拖缆部分的模型以Ablow和Schechter的运动数学模型为基础;拖体部分的模型采用类似潜器的水下六自由度运动方程。将这两部分方程联立,统一求解,解决两个模型之间的耦合问题。经过数值仿真的检验证明算法具有可行性。     

珠江三角洲河网一维水动力模拟的有限元法

仿照四点隐式差分法在每个单元内部形成独立的单元方程组,改进有限元软件包RMA对潮汐河网水动力进行一维数值模拟.通过空间、时间上的离散,利用Galerkin法弱形式构造圣维南方程组的有限元控制方程组,运用Newton_ Raphson 法和FRONT法求解非线性总体方程组,结合边界条件和初始条件求得数值解.根据2001年实测数据,对珠江三角洲河网进行了水动力数值模拟计算,其计算结果与实测值、经典FDM计算值相符.     

水下非均匀拖缆稳态动力学分析

水下拖缆物理参数不均匀会影响拖缆的动力特性,研究非均匀拖缆的参数变化对拖缆动力特性的影响有一定的工程实际意义。建立了拖曳系统运动的三维数学模型,推导出了水下非均匀拖缆的稳态运动控制方程,在首尾两端加上相应的定解条件,直接求得或使用嵌套二分法求得非均匀拖缆在端点的初始值,进而求解稳态动力学方程。借助文献中的拖缆—海底拖车系统算例,通过计算结果的对比,验证了数学模型及计算方法的正确性。通过四阶龙格库塔法进行数值仿真计算,得到了稳态解,分析了非均匀拖缆自身物理参数变化对缆绳系统稳态运动的影响。结果表明,非均匀拖缆的切向阻力系数、法向阻力系数、直径和密度变化会影响稳态缆形和张力分布,影响的程度各不相同。最后给出了两个尾拖船系统非均匀拖缆的稳态运动算例。     

海底对系缆运动及张力影响研究

对系缆运动及张力进行分析,并考虑海底对系缆的影响。采用细长弹性杆单元模拟系缆微段,建立系缆运动控制方程,采用有限元法对其进行离散,将海底弹性和阻尼作用力添加到离散控制方程中。利用牛顿法和Newmark-β法对离散后的系缆非线性运动方程组进行数值求解。模拟长600 m的系缆顶端受到垂向正弦激励时的运动,分别求得考虑和不考虑海底作用时系缆运动响应和动态张力。通过对比系缆的运动、速度和动态张力结果,发现海底的弹性阻尼作用对系缆的运动及张力特性有极大影响。上述研究工作为计算海底对系缆的作用力提供了新方法。     

三维完全非线性波浪水槽的数值模拟

用有限元求解拉普拉斯方程,建立了三维完全非线性数值波浪水槽.跟踪流体自由表面的方法为满足完全非线性自由表面条件的半拉格朗日法,对离散单元采用20节点的六面体二次等参数单元.并把数值计算结果与水面初始升高产生箱体内流体运动解析解和二阶斯托克斯波理论解进行了对比,结果表明该模型是稳定的、守恒的,能精确模拟非线性波浪的产生和传播.     

营口市海水浴场资源环境容量分析

营口市位于辽宁省的中南部,面对渤海的辽东湾,背依鞍山市平原丘陵,东邻辽东崇山峻岭,西接盘锦市沿海平原,有辽河蜿蜒人海,海岸线绵延曲折。由于受海洋、河流的影响．营口市四季分明,气候宜人,蕴藏着丰富的滨海旅游资源,海蚀景观、地质珍迹、人文景观等资源各显异彩;尤其是海水浴场,条件极为优越,与国际上一流的海水浴场相比．毫不逊色,在某些特征上还稍胜一筹。     

A method of estimation of the results of reconstruction of the trajectories of drifting buoys

A method for the estimation of the results of reconstruction of the trajectories of drifting buoys is proposed. It is based on the comparison of the estimates of power spectral densities for the components of current velocity computed according to three data sets: the data set of the coordinates of a drifting buoy with a built-in GPS receiver, the data set of coordinates formed on the basis of the first set but with data missing and observational errors corresponding to the actual trajectory measurements by the Argos satellite location and data collection system by the Doppler method, and the data set of coordinates obtained as a result of interpolation of the second set. As an example, we consider the procedure of realization of the proposed method and demonstrate the efficiency of its application for the improvement of the reliability of reconstruction of the trajectories of drifting buoys.     

Estimates of fishery potentials of the EEZ of India

An attempt has been made to estimate the fishery potentials of the EEZ of India on the basis of data on primary and secondary production. The total column primary production and zooplankton production have been calculated to be 265·9 and 9 million tonnes of carbon per year, respectively. From these values the fishery potential has been estimated as 2·5 million tonnes per year. To this, if we add the estimated demersal fish catch, being 1·2 million tonnes per year, the total potential yield comes to 3·7 million tonnes per year. Since the present average total catch is about 1·6 million tonnes in a year, the fish catch could be doubled.     

韩国的海岸带综合管理

1992年，联合国21世纪议程提出了综合管理的概念，并认为它是海岸管理的最重要目标，而海岸管理的目的就是改进业已存在的管理实践的效率和效果。在21世纪议程的实施过程中，沿海国家面临着巨大的困难，即：为了使综合管理在实践中具有可操作性而建立适合的政府机构。韩国正是在国家范围和次一级区域进行这项工作的实验场所。这项工作的最重要成就是在1996年成立了具有综合协调各涉海部门职能的韩国海洋事务与渔业部（MOMAF）。这篇文章的内容主要来自于这些观察，即韩国政府为建立海岸带综合机制而进行了各种努力，特别是1992年联合国环发大会召开后到1997年初海洋事务与渔业部成立了海岸带管理处这段时间里开展的各种工作，文章重点在于评价在建立海岸带综合机制的过程中综合的概念是如何被应用并被挑战的。文章提出了在东亚地区沿海国家开展合作的可能区域的建议。     

天然气水合物地球化学特征

天然气水合物是在低温、高压以及有足够气体供应条件下形成的一种天然气(主要为甲烷)与水组成的似冰状固态化合物。天然气水合物中包含的甲烷碳是全球甲烷资源的重要组成部分,是一种数量巨大的潜在能源[1]。而且由于甲烷的温室效应,天然气水合物分解释放的甲烷进入大气中会严重     

海鸟系列CTD数据预处理分析

介绍了海鸟系列温盐深测量仪(CTD)原始数据预处理的方法和步骤,解释各个过程中的原理,根据规范和工作实际对处理过程中存在的问题进行分析,提出解决方案,针对资料的标准化提出建议和意见。     

A model of the dynamics of the ecosystem of the Sea of Azov

We use many-year archival observations of hydrologic and hydrobiologic state of the Sea of Azov for the identification of the structure of a model of its ecosystem. The ecosystem model, supplemented with expert estimates of bioresource consumption (fish reserve), contamination level, and possible ecologic fines for violation of the sea natural state, is formalized by the method of system dynamics. Hereat, the major part of influence functions is found in terms of observational data with application of self-organization algorithms. We also present the results of simulated experiments with the model of the ecosystem, which enable us to analyse scenarios of its behaviour under the influence of various external factors (wind, river discharge, water exchange with the Black Sea, etc.). Translated by Peter V. Malyshev and Dmitry V. Malyshev     

Analysis of photographic images of the structure of the surface of the sea near a speck of light

Values of root mean square slope ₀ and its variations -₀ are estimated using the brightness field of an image of the surface of the sea near a speck of light. When ₀ and -₀ are defined it is highly important to take into account direct as well as dissipated solar radiation.The space-time analysis of the structure of the image brightness field is performed. This gives an opportunity to estimate dispersion relationship and the running effect of a brightness contrast packet. Comparison of the parameters obtained with the theoretical dispersion ratio of internal waves (IW) allows one to make a conclusion that IW surface manifestations are recorded in a frame.UDK 551.463.5     

Hierarchy of the models of classical mechanics of inhomogeneous fluids

The methods of perturbation theory and integral representations are used to analyze the general properties of a system of equations of the mechanics of inhomogeneous fluids including the equations of momentum, mass, and temperature transfer. We also consider various submodels of this system, including the reduced systems in which some kinetic coefficients are equal to zero and degenerate systems in which the variations of density or some other variables are neglected. We analyze both regularly perturbed and singularly perturbed solutions of the system. In the case of reduction or degeneration of solutions, the order of the system decreases. In this case, regularly perturbed solutions are preserved (with certain modifications) but the number of singularly perturbed components participating in the formation of the boundary layers on contact surfaces and their analogs in the bulk of the fluid, i.e., the elongated high-gradient interlayers, decreases. The interaction between all components of the currents is nonlinear, despite the fact that their characteristic scales are different.