裙式吸力基础在层状土中沉贯的渗流数值分析

针对一种新型吸力基础形式——裙式吸力基础,采用有限元方法,研究其在粘性土及层状土(上层砂土,下层粘性土)中,吸力沉贯时周围土体中渗流场及水力梯度分布规律。研究发现:在粘性土及层状土中,主桶内部土体等势线分布密集且斜率较小,外侧等势线分布稀疏且斜率较大;沉贯中水头损失主要集中在主桶内部。对于层状土中的沉贯,当基础穿越砂土进入粘性土层时,砂土中等势线分布变稀疏,水头损失变小;粘性土中等势线分布密集,水头损失增大。吸力沉贯过程中,水力梯度最大值出现在主桶端部。     

边壁凹凸隧洞水流的数值模拟

利用RNG κ-ε数学模型,对长方体和半球体边壁凹凸的隧洞水流流速、压力、水头损失进行计算,并对凹凸体长度分别沿纵向、横向、垂向变化引起的水头损失规律进行了分析.结果表明,无论是长方体还是半球体,外凸体产生的水头损失系数都小于大小相等、方向一致的内凸体水头损失系数.内凸长方体水头损失系数对垂直水流方向的横向、垂向特征长度变化较为敏感,而顺水流方向纵向特征长度的变化对其影响不大.     

GIA重力与垂直位移理论近似关系的实测验证

利用位于冰川均衡调整(GIA)近场的北美和北欧地区绝对重力和GPS垂直位移观测数据,得到GIA重力与垂直位移的实测比值为0.145±0.019μGal/mm,验证了Wahr关于GIA重力与垂直位移的近似理论线性关系,发现理论值与实测值的相对差异为6.2%。研究结果可为利用该理论近似线性关系的相关研究提供有意义的参考。     

高超声速风洞进气道流量系数测量精度影响因素研究

进气道是飞行器动力装置的重要组成部分,准确测量进气道流量系数是进气道风洞试验的重要内容。对来流马赫数Ma=4.5,5.0和6.0状态下皮托管进气道开展流量系数测量研究,通过对比理论值和实测值,获取各状态流量系数修正系数。试验结果表明,随着来流马赫数增加,进气道流量系数与理论值偏差较明显,并逐渐增大。超声速风洞试验通常认为测量截面总温与来流总温相等,通过对测量截面总温与来流总温偏差以及测量截面流场畸变情况的分析,判断测量偏差主要是由测量截面总温等于来流总温的假设导致的。在高超声速风洞试验中,由于模型壁面热交换的存在,测量截面总温低于来流总温,进气道流量系数测量时需要进行总温修正,以提高流量测量精度。      

悬液声衰减与泥沙粒径分布的修正

一、引言如果声衰减数据是用搅拌法来维持泥沙悬浮液的浓度而测得的,有时会发现这样一种情况,当我们直接由泥沙样品的中值粒径计算声衰减理论值,与实验值之间出现较大的差距,图1展示出这种情况的一个特例.这种理论计算值和实验值之间的显著差异是由于实验方法或是理论本身所造成     

弹性液舱内液体晃荡实验研究

通过物理模型实验,对水平简谐激励下弹性矩形液舱内液体晃荡问题进行了研究。实验中给出了不同液深和不同激励振幅下弹性液舱内液体最低阶固有频率。采用影像采集与分析系统获得液舱内自由液面的形状和高度,通过压力采集系统得到舱壁上的压力分布。实验中分析了不同液深、不同激励频率下弹性和刚性液舱内自由液面高度和晃荡压力的变化特性。比较了弹性和刚性液舱内不同位置处自由液面高度随外界激励频率的变化规律,以及舱壁上不同位置处的压力峰值随外界激励频率的变化规律。结果表明:非共振情况下,弹性和刚性实验结果及理论值三者的波高和压力较为接近。共振情况下,弹性和刚性波高基本相等,在近舱壁处二者明显大于理论值,而在远离舱壁处二者与理论值存在一定差别;弹性压力较刚性压力略小,但二者与理论值差别较大。     

成长过程中非线性水波的色散关系

本文讨论了成长过程中非线性水波的色散关系。得到了精确到波陡二次方的非线性色散关系,证明了在偶合机制控制下的非线性成长过程具有多重时间尺度(即振荡、演化和成长的时间尺度)。还证明了即使在成长过程中的水波色散关系中也不含有与波陡一次方成正比的非线性修正项。在极限情况下,我们又得到了非成长水波色散关系的一般表达式。用Wallops谱进行数值计算的结果表明,我们的理论适用于低频波和含能波段;与实验数据的比较表明,在含能波段的理论值和实测值很接近。     

内孤立波对小直径直立桩柱作用力的实验研究

内孤立波具有较大的振幅与较强的垂向剪切,能对海洋工程设施产生极大的破坏作用。本文设计实验研究了内孤立波与直立小直径桩柱的相互作用,采用粒子图像速度测量法(PIV)测量内孤立波的流速场,并采用自行设计的测力天平测量桩柱受力,测量分析了内孤立波对小直径直立桩柱产生作用力的实验值,与Morison公式计算的理论值比较。实验结果表明,第一模态内孤立波的流速方向以及作用力在桩柱的上下部分方向相反,产生很强的速度切变和扭力,对小直径直立桩柱造成破坏。通过与Morison公式计算的理论值比较,发现实验值与理论值的大小以及分布规律基本相同。     

基于FTF/T-R法的水体后向散射系数测量方法研究

文章给出了一种利用FTF/T-R方法的操作原理并结合算法获得水体悬浮颗粒物后向散射系数的方法.通过该方法对藻类样品和悬浮泥沙样品的后向散射系数进行测量,样品的转移效率超过92.2％,悬浮泥沙样品后向散射系数光谱曲线呈现幂指数曲线特征.利用该方法对标准颗粒物进行测量,其实际测量值与理论计算值的对比结果显示:380～480nm波长范围内,两者的相对标准偏差为21％,480～565nm两者的相对标准偏差为9.7％,565～680nm实测值大于理论值,证明该方法对于测量水体后向散射系数是一种可行的方法.     

北海市沿岸风暴潮预报方法研究

根据1965-2008年共77个热带气旋影响的北海站过程最大增水资料,采用两种方法进行后报结果研究,结果表明:经验预报方法的计算值与左路台风的实测值拟合较好,但是,当实测值≤70 cm时,其计算值大于左路台风的实测值,当实测值＞70 cm时,其计算值小于左路台风的实测值;数值预报方法的计算值与左路台风的实测值拟合较好,但是,无论左路台风(实测值＞ 70 em)或中路台风,数值预报方法的计算值都小于实测值,而其它两路台风没有呈现规律性变化;两种预报方法结果检验,得出无论右路台风、中路台风、左路台风(实测值≤70 cm)或左路台风(实测值＞70cm)的风暴过程最大增水预报,经验预报方法计算结果均较好,尤其是对左路台风(实测值≤70 cm)的风暴潮预报.     

光谱仪测量离水辐射率的处理方法

本文概述了利用光谱仪在水面之上进行水表光学特性测量的主要方法（水面之上测量法）,以及处理和计算离水辐射率、归一化离水辐射率及遥感反射率等水表光学特性参数的主要方法。对１９９８年在东海３个站点的测量数据进行了处理和分析,并与剖面法计算结果进行了比较。     

潮汐调和分析与应用研究

基于长江口外鸡骨礁、绿华山潮位站多年实测潮汐资料,开展潮汐调和分析与应用研究。采用最小二乘法计算调和常数,研究不同分潮组合及不同资料长度对调和分析结果的影响。采用规范法及直接预报法计算深度基准面,并分析计算结果。采用余水位订正方法推算潮位,并进行精度验证。结果表明:调和分析精度随分潮个数的增加而提高;采用年实测潮汐资料调和分析的精度总体高于采用多年实测潮汐资料调和分析的精度;采用预报年份相邻的年实测潮汐资料进行潮汐预报精度较高;理论最低潮面计算值,规范法较直接预报法偏小。基于绿华山站与鸡骨礁站实测资料进行余水位推算验证,精度基本满足实用要求。     

海洋观测浮标体水中平衡性分析

海洋观测浮标系统应用广泛,浮标体的平衡性能是影响海洋观测浮标使用的重要因素之一(着重观测波浪等水文参数除外)。以一种主体直径为2.3 m的浮标体为例,运用动力学平衡理论,通过数学分析法进行推演计算,分析后得到了此浮标体的重心和浮心的位置。其中,重心位于主浮体的中轴线偏下位置;按照浮标体倾斜一定角度的情况下,推算出浮标体浮心位置,并由此得出其稳心的位置。依据计算,得出浮标体倾斜20°的情况下,此浮标体依然处于稳态平衡,理论结果表明此浮标体设计具有一定的可行性。通过海上实际测试,验证了理论计算分析的正确性。文中对浮标体平衡性的研究采用了理论分析与实验印证相结合的方法,其分析计算方法具有普适性,适用于其他型号的海洋观测浮标体,乃至所有水面浮体的平衡性分析,可为水面浮体设计提供借鉴。     

Application of VOF in Calculating Wave Energy Loss due to Spilling Breaker

- A large amount of experimental analysis and systematical theoretical calculation has been done by the authors to solve the problem of wave transformation and breaking, considering the effect of both current and topography, but only the wave energy loss due to spilling breaker in the surf zone has been discussed in this paper. Based on test result analysis and calculation with the Stream Function Wave Theory, the wave velocity field at breaking points has been obtained, and it is used to calculate the wave heights after breaking by the VOF (Volume of Fluid) method, in which the governing equations are continuity equation and Navier-Stokes Equation for imcompressible fluids. In the present paper, the improved VOF technique is used to calculate the wave heights of stable regular waves after breaking. Results fit the test data well, which shows that the VOF method is suitable to numerical simulation of regular waves after breaking. Besides, the breaker coefficient B of regular waves in the bore model is a     

基于非线弹性水平地基反力系数的实用群桩分析方法

在NL(Non-Linear Elasticity Horizontal Foundation Coefficient)法的基础上提出了群桩的非线弹性水平地基反力系数实用分析方法,可以使复杂的群桩计算简化为水平地基系数折减后的单桩计算问题,直接采用NL法查表计算。通过实测资料和理论计算值的比较,提出了群桩水平地基系数的建议值。     

SAS测量水体表观光学参数的方法

SeaWiFS航空模拟器（SAS）是专门为在水面之上测量水体表观光学参数的现场设备。文章在介绍SAS现场测量以及数据处理基本方法的基础上，分析了2002年黄海试验SAS的应用效果，并与剖面法测量数据进行了比对。     

基于实际气体状态方程的深海采样压力补偿技术

压缩气体通常用于深海压力保持采样器的压力补偿。回收的流体样品的压力和体积与预充气体高度相关。为了更好地理解高压下气体的行为,我们提出了一个新的基于压缩因子Z的实际气体状态方程,该方程是从实验数据得出的。然后基于该经验气态方程引入了样品压力和体积的理论计算方法。最后,通过采样器进行了在115MPa下的高压模拟采样实验,很好地验证了本文所提出的计算理论。     

Small- and large-scale model tests on the buckling property of slender pile

Slender piles embedded in soft ground or liquefied soil may buckle under vertical load. In this paper, both small- and large-scale model tests are conducted to investigate the buckling mechanisms of a slender pile and the lateral earth pressure acting on the pile. To observe the buckling of a slender pile, the strain-controlled loading method is adopted to apply a vertical load. When the two ends of a slender pile are hinged, the buckling mechanisms of small- and large-scale model tests are same. It should be noted that this applies only to a system with a small ratio of pile bending stiffness to soil bending stiffness. An applied vertical load increases with an increasing pile head settlement until it reaches the critical buckling load. By further increasing the pile head settlement, the measured load approaches the critical buckling load. In the large-scale model test, the measured lateral earth pressure (i.e., active and passive) acting on the slender pile varies linearly with the lateral pile displacement when the measured range is 3–5?m beneath the ground. A critical buckling calculation method has been adopted to compare with the conventional “m” method. The two-sided earth pressure calculation method can achieve more approximate results with the model test.     

海底管道受坠物锚击损伤试验与数值模拟研究

为探索海底管道在锚击作用下的损伤规律,通过海底管道损伤试验和数值模拟,研究了坠物质量、坠落高度和坠物形状对海底管道机械损伤的影响,并结合试验结果修正了Ellinas-Wallker公式。研究结果表明:管道的凹陷损伤随坠物质量和坠落高度的增大而变大;在相同质量的立方体、球体和模型锚三种形状坠物作用下,球体坠物对管道的损伤最严重;EllinasWallker公式计算结果偏于保守,修正后计算结果与试验和数值模拟结果吻合良好。研究结果可以为海底管道的工程设计及应用提供一定的参考。     

An experimental implementation of interferometric techniques for sea level variation measurements and reflection coefficient phase determination

A remote interferometric method to measure sea level variations in coastal regions is discussed and results of numerous experimental tests are summarized. A bistatic scheme of measurements is employed with horizontal separation of transmitter-receiver terminals ranging from 400 m to 2700 m. To account for the impact of sea surface roughness, the method incorporates a reflection coefficient phase measuring procedure. The phase of the coherent reflection coefficient measured in the experiments is presented as a function of sea state. The experiments were performed with electronic distance measuring equipment operating at 10-cm wavelength. Preliminary estimates of the measurement accuracy show that errors in sea level variation determination were approximately between 3 cm and 9 cm. These observed errors exceed the theoretical predictions because of various causes, such as technical limitations of the instrumentation, effect of sea surface roughness, etc. More work needs to be done, especially in the area of signal processing, in order to sort out these various effects and reduce their impact on measurement accuracy.