The Structure of A Turbulent Jet in A Crossflow-Effect of Jet-Crossflow Velocity

A comprehensive numerical study on the three-dimensional structure of a turbulent jet in crossflow is performed. The jet-to-crossflow velocity ratio (R) varies in the range of 2 - 16; both vertical jets and inclined jets without excess streamwise momentum are considered. The numerical results of the Standard two-equation k-ε model show that the turbulent structure can be broadly categorised according to the jet-to-crossflow velocity ratio. For strong to moderate jet discharges, i.e. R> 4, the jet is characterized by a longitudinal transition through a bent-over phase during which the jet becomes almost parallel with the main freestream, to a sectional vortex-pair flow with double concentration maxima; the computed flow details and scalar mixing characteristics can be described by self-similar relations beyond a dimensionless distance of around 20-60. The similarity coefficients are only weakly dependent on R. The cross-section scalar field is kidney-shaped and bifurcated, vvith distinct double concentr     

Hydrodynamic modeling of flushing time in a small estuary of North Bay, Florida, USA

Freshwater fraction method is popular for cost-effective estimations of estuarine flushing time in response to freshwater inputs. However, due to the spatial variations of salinity, it is usually expensive to directly estimate the long-term freshwater fraction in the estuary from field observations. This paper presents the application of the 3D hydrodynamic model to estimate the distributions of salinity and thus the freshwater fractions for flushing time estimation. For a case study in a small estuary of the North Bay in Florida, USA, the hydrodynamic model was calibrated and verified using available field observations. Freshwater fractions in the estuary were determined by integrating freshwater fractions in model grids for the calculation of flushing time. The flushing time in the North Bay is calculated by the volume of freshwater fraction divided by the freshwater inflow, which is about 2.2 days under averaged flow conditions. Based on model simulations for a time series of freshwater inputs over a 2-year period, a power regression equation has been derived from model simulations to correlate estuarine flushing time to freshwater inputs. For freshwater input varying from 12 m³/s to 50 m³/s, flushing time in this small estuary of North Bay changes from 3.7 days to 1.8 days. In supporting estuarine management, the model can be used to examine the effects of upstream freshwater withdraw on estuarine salinity and flushing time.     

海南东寨港红树林港湾潮汐动力研究

在海南东寨港林市村附近红树林港湾潮汐动力测量的基础上，建立二维可移动边界有限元数值模型，研究红树林港湾浅水湖滩潮流场特征。实测与计算结果表明，潮沟区流速最大，具驻波特征，呈明显时间－速度不对称，东潮沟涨潮优势，百潮沟落潮优势，整个港湾水体呈顺时针循环。白滩与林地周期性淹没，白滩流速较湖沟略小。林地曼宁系数为白滩的１０倍，流速小于１０ｃｍ·ｓ（－１），约为相应潮沟流速的１／１０。林地如去掉林木，流速可增加３倍以上，流向也有变化。     

基于ArcEngine的虚拟校园信息管理系统的设计与实现

阐述基于组件式GIS的开发方式,结合3维建模技术、数据库技术开发虚拟校园信息管理系统的基本思路,重点研究了3维模型的入库方法,以及基于GeoDatabase的数据库设计。以VirtualCampus系统开发为例,介绍了利用Visual C++与ArcEngine开发虚拟校园信息管理系统的方法。     

空间尺度转换与跨尺度信息链接:区域生态水文模拟研究空间尺度转换方法综述

空间尺度转换是近年来区域生态水文研究领域的一个基本研究问题。其需要主要是源于模型的输入数据与所能提供的数据空间尺度不一致以及模型所代表的地表过程空间尺度与所观测的地表过程空间尺度不吻合。综述了目前区域生态水文模拟研究中常用的空间尺度转换研究方法,包括向上尺度转换和向下尺度转换。详细论述了2种向下尺度转换方法: 统计学经验模型和动态模型。前者是通过将GCM大尺度数据与长期的历史观测数据比较从而建立统计学相关模型, 然后利用这个统计学经验模型进行向下的空间尺度转换. 然而动态模型并不直接对GCM数据进行向下尺度的转换,而是对与GCM进行动态耦合的区域气候模型(RCM) 的输出数据进行空间尺度转换. 通常后者所获得的数据精度要比前者高,但是一个主要缺点就是并不是全球所有的研究区域都有对应的RCM。还详细论述了2种向上尺度转换方法: 统计学经验模型和斑块模型。前者是建立一个能代表小尺度信息在大尺度上分布的密度分布概率函数, 然后利用这个函数在所需的大尺度上进行积分而求得大尺度所需的信息。而后者是根据相似性最大化原则将大尺度划分为若干个可操作的小尺度斑块,然后将计算的每个小尺度斑块的信息平均化得到大尺度所需的信息。通常在计算这种斑块化的小尺度信息的时候,对每个小尺度也会采用统计学经验模型来计算代表整个斑块小尺度的信息。建议用斑块模型与统计学经验模型相集合的方法来实现向上的空间尺度转换     

四川汶川大地震的构造分析

2008年5月12日在汶川映秀(北纬31.0°,东经103.4°)发生8级大地震,而后发生万余次余震,其最大震级为6.4级.此次地震属主震-余震型地震.通过构造分析认为.汶川大地震是构造地震,主要受龙门山断裂带的强烈活动控制.它是一种板内地震,其动力来源来自印度板块与欧亚板块的碰撞.而成都平原处于稳定地块中,尽管离震中较近,然受地震的影响有限,是比较安全的.     

末次盛冰期东亚气候的成因检测

在国际古气候模拟比较计划设置的标准试验方案下,首先利用中国科学院大气物理研究所的全球大气环流模式（IAP-AGCM）模拟了末次盛冰期东亚气候状况,然后通过4组数值敏感性试验逐一模拟了大气CO₂浓度、海洋表面温度（SST）和海冰、陆地冰盖和地形、东亚植被变化4项强迫因子的单独气候效应,进而对末次盛冰期东亚气候的成因进行了检测。结果表明,末次盛冰期除华南局部略有升温外,中国年均地表气温显著降低,降温幅度总体上向北增大,青藏高原处存在一个降温中心。其中,SST和海冰变化是华南局部略偏暖的主因,它同时导致了东亚其他区域地表气温的显著降低,特别是在东北亚地区;陆地冰盖和地形变化对于东亚地表气温的显著冷却作用主要体现在东亚的西北部;大气CO₂浓度降低会引起东亚地区0.2～0.9℃的普遍降温;相对而言,东亚植被的降温作用（0.5～1.0℃）主要显现在中国40°N以南的区域。与此同时,SST和海冰变化能引起中国东部年均降水一定程度的减少,而大气CO₂浓度、陆地冰盖和地形、东亚植被单独变化均不会显著影响东亚年均降水的分布状况,然而,上述四项因子的共同变化会通过协同作用引起中国东部年均降水的显著减少,西部地区降水则与现在差别不大。此外,末次盛冰期东亚夏季风的显著减弱源于SST和海冰变化,冬季风变化则可归因于SST和海冰、陆地冰盖和地形的变化。     

基于钻孔数据的三维地质建模与可视化研究

三维地质模型能够完整准确地表达复杂地质现象的边界条件及地质体内含的各种地质构造,直观地再现地质单元的空间展布及其相互关系,最大限度地提高地质分析的直观性和准确性,因此三维地质建模已引起地质、采矿、岩土工程等诸多领域的日益重视。笔者在综合考察多种建模方法的基础上,结合工程实践,提出了一种实用的工程地质三维建模实施方法。该方法以钻孔资料和地质剖面数据为三维地质建模的源数据,允许用户手工修正模型剖面地层分界线,从而实现对建模过程的干预和控制,克服了单纯依靠钻孔数据建模结果不精确且难以修正的问题。最后,通过一个研究实例展示了该方法的实际建模效果。     

相控建模技术在羊二庄油田的应用

羊二庄油田的明馆储层非均质性严重,高含水、高开发后期的剩余油分布比较复杂,第一次油藏描述中应用传统的确定性建模方法已经不能满足剩余油挖潜的需要.采用RMS相控建模软件,通过构造建模、沉积微相建模、储层物性建模,建立羊二庄油田三维可视化相控地质模型,并实现了与数模软件的无缝接口.     

流变学:构造地质学和地球动力学的支柱学科

地球是一动态系统,其各层圈的构造运动归根到底就是多矿物复合岩石在各种物理条件(例如,温度、围压、差应力、应变速率、应变方式等)下和化学环境(例如,氧逸度和水含量)中的形变。流变学作为研究岩石力学性质和变形行为的科学,现已成为地球动力学和构造地质学的支柱学科。本文对国际上近年来岩石流变学的最新进展做些扼要的介绍,呼吁中国固体地学界加强流变学的研究,做出经得起时间淘洗、实践检验的原创性成果来,使中国的构造地质学研究迈进国际先进的行列。