水下物体在波浪力作用下的运动计算

本文通过对水下物体在波浪力作用下所受的力的分析，运用流体力学和波浪理论的基本知识，建立了物体的运动方程，并借助于数值计算的方法对运动方程进行求解，从而得出物体在波浪力作用下的运动特性，为水下机器人的吊放回收提供了理论依据。     

有限水深中零航速浮体波浪力计算奇点积分的数值处理方法

使用三维源汇分布法Ⅲ计算有限水深中零航速浮体所受到的波浪力,对两种不同形式的格林函数中所共同存在的奇点问题分别进行了处理。公式推导表明,使用级数形式的格林函数可以使计算更加快捷。最后,对不同尺度的圆柱体进行了验算,在对计算结果与解析解进行了比较之后,工程计算也证明选择格林函数级数计算公式是更令人满意的方案。     

水下运动物体及海底地形的SAR探测的初步研究(一)水下运动物体的SAR仿真影像分析

当物体在水中运动时,它所引起的流场变化会调制海水表面的小尺度波动,从而可以被合成孔径雷达（ＳＡＲ）所探测。本文建立了一个三维半隐式格式,对水下运动物体的绕流问题进行了数值计算。在袁业立有关海波高谱形式及ＳＡＲ影像原理的理论分析基础上,本文进一步计算了水下运动物体ＳＡＲ影像的Ｇ值分布图,并讨论了物体深度、海水水深、海表面主波方向对水下运动物体ＳＡＲ影像的影响。     

水下运动物体及海底地形的SAR探测的初步研究：（一）水下运动物体的SAR仿？？

当物体在水中运动时,它所引起的流场变化会调制海水表面的小尺度波动,从而可以被合成孔径雷达（ＳＡＲ）所探测,本文建立了一个三维半隐式半格式,对水下运动物体的绕流问题进行了数值计算,在袁业立有关海波高谱形式以ＳＡＲ影像原理的理论分析基础上,本文进一步计算了水下运动物体ＳＡＲ影像的Ｇ值分布图,并讨论了物体深度,海水水深,海表面主波方向对水下运动物体ＳＡＲ影像的影响。     

在风浪中起吊水下物体时起重钢缆的受力计算

本文建立了起重驳船上的吊车在风浪中起吊潜体的运动微分方程;并用谱分析法计算了起重钢缆中的张力在不同浪谱下的响应值;提出了起重钢缆强度校核的方法。最后粗略地探讨了阻尼的影响。     

水下拖曳系统运动姿态仿真研究

采用凝集参数法建立了水下拖曳系统的三维离散模型,该模型由一系列的质量点和不计重量的弹簧组成.采用数学模型编程对NCEL浮球实验和四个典型拖曳系统进行了仿真计算.计算结果表明此数学模型具有一定的理论意义和工程实用价值.     

水下缆索运动建模与仿真分析方法

水下缆索运动建模过程中出现低应力松弛状态、大弯曲或扭转形变等状态,必须精细划分空间离散微元与时域求解步长以描述缆索曲率变化,进而避免数值求解奇异,这种处理方法使得求解水下缆索运动响应效率极为低下,甚至可能出现数值积分过程中截断误差与舍入误差累加导致的计算错误,无法描述水下锚泊、拖曳等系统的真实状态。针对精确描述水下柔性缆索的弯曲、扭转等形变状态及其对运动系统数学模型的影响,采用三次样条插值方法构建水下缆索微元空间形态,对连续水下缆索进行非线性离散处理,通过Galerkin余量消除方法实现求解域内满足缆索微元空间运动方程要求,建立了包含弯矩、扭矩作用的水下缆索动态运动数学模型与求解方法。通过与理论数值计算数据及海上实验数据对比分析,验证了本模型的准确性,可为水下锚泊系留、水下拖曳等系统的工程应用提供一种高效设计方法。     

水下XCTD剖面仪传输线间分布电容的建模与计算

由于XCTD(抛弃式盐温深)剖面仪下沉到一定深度后信号传输严重失真,传输电缆动态展开后的线间电容对信号的完整性传输的破坏性越来越大。根据具体应用环境建立了XCTD电缆电容计算模型,然后从理论上建立了平行电缆电容和偏心电缆电容的数学公式,最后采用Comsol Multiphysics进行建模仿真。结果表明,理论计算验证了Comsol平行电缆电容仿真模型的正确性,并进一步采用该方法计算出更为复杂的水下电缆的电容值,其对分析我国自主研发的XCTD剖面仪深水信道信号传输完整性具有重要的参考价值,为该课题的深入研究提供了一种全新的建模方法。     

波群对垂直桩柱的作用力

在波浪槽中进行了具有不同群因子和连长的随机波群对三种直径的桩柱作用力的实验研究,指出波浪峰力的比值不随波群的连长变化,而随波群因子的增加而增大。由于桩柱是一非线性系统,作用力的群团子大于波浪的群因子,其连长小于波浪的连长。波浪峰力的比值不仅随KC数的增加而增大,还随波群因子GF的增加而增大。     

考虑底摩擦的波浪折射计算

本文用考虑底摩擦的折射模式计算了浅水中波高和波向分布。作为一个例子,根据不同的摩擦系数和不同的边界条件计算了一种简单海底地形的折射系数、衰减系数和折射角,所得结果与不考虑底摩擦的折射模式结果进行比较,发展它们之间存在一些差异,表明在浅水中底摩擦对波高有一定影响。     

浪、潮、风暴潮联合作用下的底应力效应

运用建立的二维非线性浪,潮和风暴耦全模式分析了波流相互作用下的底应力及其对耦合波浪场和流场的影响。由渤海的两次强寒潮过程的数值实验表明,在波流相互作用下,底应力明显增大,增大的底应力对波浪场影响甚微,但将明显改变水位和流速的大小,这种影响在近岸浅水区更加显著。     

流体——重力式锥状单腿平台结构——土相互作用体系的地震动力响应

本文用配点法对流体——重力式锥状单腿平台结构——土相互作用体系在地震作用下的动力响应问题进行了研究。采用频域分析法，将锥柱体Ｎ等分，利用运动方程和边界条件联立解方程组，继而求出平台结构顶端弹性位移和腿柱所受的动水压力、基础平移和基础转角的频响函数。分析不同锥角下体系的动力响应的影响，并分析研究了刚性地基和考虑土——结构相互作用时结构体系的动力响应情况，得到一些很有益的结果。     

上海沿岸天文潮与风暴潮非线性相互作用的数值研究

运用二维非线性风暴潮，天文潮和联合水位模型８次不同路径的热带气旋引起的上海地区天文潮与风暴潮的非线性相互作用进行了数值研究，讨论了天文潮气与风暴潮非线性相互作用引起的增水特征，分析了控制方程中各非线性项对天文潮与风暴晨线性相互作用引起水位变化的贡献，研究表明，考虑天文潮与风暴的非线性相互作用后，使风暴潮和水位的数值模拟结果得到了改善，非线性底摩擦在控制天文潮和风暴潮非线性相互作用中起重要的作用。而     

热带东风中经向扰动与纬向扰动的非线性相互作用

根据非线性的动量方程,利用多时间尺度分析方法,探讨由经向扰动与纬向扰动相互作用在热带东风中所造成的一类正压不稳定。分析表明:在零级近似下,给出了两个扰动传播的频率表达式,在一级近似下,得到了两个零级扰动振幅的解析表达式。鉴于方程中散度项的存在,当不同尺度的三个波相作用而发生共振时,仅总动能守恒,而总位拟能不守恒,这一点与无辐散大气的结论不同。两种扰动动能相互转换的机制则是涡度场与散度场的相互作用。     

东海风暴潮与天文潮的非线性相互作用

中国东海的风暴潮具有明显的周期性波动。凤暴潮除了决定于风应力和长波效应外,还受到天文潮与风暴潮相互作用的影响。本文利用一个二维数值模式对天文潮与风暴潮相互作用的水位进行了模拟。我们选取了8114号台风加以计算。计算结果与实测资料基本相符,由此说明水位曲线中的潮周期波动主要是由于天文潮与风暴潮之间的非线性相互作用所致。数值实验还表明,如果考虑到天文潮与风暴潮的相互作用可以显著改善水位的预报精度。     

海洋边界层内风、浪相互作用研究进展

鉴于海洋边界层内风、浪相互作用在海洋、大气研究中的重要意义,本文较详细地回顾、总结了国内外有关海洋边界层风、浪相互作用的研究进展：由最初的关于风应力和空气动力粗糙长度的统计研究发展到后来的利用模式探讨海洋边界层的结构和风、浪耦合机制。最后简单讨论了风、浪耦合研究中存在亟待解决的问题以及未来的研究前景。     

海岸带陆海相互作用研究综述

海岸带是海陆过渡的一个独立地质环境体系,也是陆海相互作用的发生地。详细介绍了国际地圈-生物圈计划(IGBP)项目下的海岸带陆海交互作用(LOICZ)国际研究计划的研究对象、科学目标以及研究内容等。总结了近年来中国"全球海洋通量联合研究计划"(JGOFS/LOICZ)的研究进展和发展趋势,特别是在长江口、黄河口和珠江口等典型河口海岸地区取得的研究成果。同时指出了我国大部分海岸带地区地质调查和研究工作存在的基础调查资料的不系统、不全面性以及和国民经济发展需求的差距;对海陆相互作用过程和海岸带地区地质工程演化认识不清,难以为海岸带规划发展提供科学支撑;缺乏海岸带地区地质环境监测资料,难以进行地质灾害预测、预警等,并有针对性地提出了下一步的工作建议。     

菌-藻相互作用下胞外酶活性变化研究

报道了在实验室培养条件下塔马亚历山大藻 (Alexandriumtamarense)与几株海洋细菌之间的生态关系。实验表明 ,在培养前期 ,培养液中的营养成分尚足以维持藻类和细菌的生长 ,细菌的加入是胞外酶活性升高的主要原因所在 ;在培养的后期 ,混合培养液和藻对照培养液中胞外酶活性持续升高。A.tamarense在单独培养下 ,其胞外酶活性从第12天起才有明显的提高 ,第16天增加较快,达到0.104μmol/(L·h);至第20天藻体衰败时 ,胞外酶活性达到最高水平 ,为0.385μmol/(L·h)。Z7 细菌单独培养时 ,其胞外酶活性在单独培养的2d后有一个高峰值0.133μmol/(L·h) ,随着培养时间的延长 ,其酶活性逐渐降低。细菌Z7 和Z10 与A.tamarense共培养下 ,两者胞外酶活性变化趋势相似。