论地壳构造运动

地壳构造运动的基本问题,是探讨它的动力原因和运动方式。本文将整个地球看成是由本体(指不包括表面液态水的地球主体部分)及水体(指大洋液态水)两个独立的组成部分相结合构成的。整个地球(包括本体及水体在内)具有总质心。而本体及水体两部分都分别具有各自的质心,本文中称它们为“次级质心”。根据空间质点系质心原有的运动状态不能随意改变的原理,我们提出一种看法,认为地球总质心的原有运动状态是不能任意改变的,而地壳构造运动的基本动力是由地球本体及大洋水体两部分的次级质心复位运动所产生的,并因此而决定了地壳的运动方式。这一看法不一定成熟,它能否更合理地解释地壳构造运动的复杂现象问题,现提出来供大家讨论。     

微生物群落对水体中有机碎屑的分解与转化作用

1.微生物群落对有机碎屑的分解水生态系统是一个具有物质循环、能量流动的复杂系统。它首先通过绿色植物的光合作用,在酶的作用下,吸收太阳能和营养元素,建造自己的有机体,形成水体初级生产力。初级生产的一部分物质和能量,由本身的呼吸作用所消耗;一部分输出,通过动物的牧食作用,形成次级生产力;剩余的部分则被微生物利用,形成有机碎屑进入水生态系统。另外,     

多锚链系泊浮筒非线性漂移运动的时域模拟

本文对多锚链系泊浮筒漂移运动的非线性效应进行了讨论。在波浪力和锚链系泊力都是非线性的条件下,对浮筒的运动作时域模拟,并把计算单个系泊锚链流体动力作用的Koterayama W.方法推广到多系泊锚链的情形。计算了规则波和波群中系泊浮筒漂移运动的时间历程,讨论了其运动与波高、频差的关系。可以指出,系泊浮筒系统总漂移运动受锚链流体动力的影响很大;在波群中,其幅值主要受波高支配,与频差的关系较小。     

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。     

基于多体分析的浅水FPSO和水下软钢臂系泊系统运动特性研究

基于多体动力分析方法进行FPSO和水下软钢臂系泊系统的运动特性研究。相较于非线性弹簧模拟软钢臂系泊系统或者其他近似模拟方法,多体分析方法可以充分考虑系泊系统具体结构形式及其动力项对FPSO运动性能的影响,更好的预报系统运动响应和系泊力。本文将FPSO和水下钢臂结构模拟成2个具有6自由度的独立结构,两者用系泊链组进行连接。基于三维势流理论应用汇源分布法,首先在频域内进行FPSO的水动力参数分析,进而在时域内对系统进行耦合动力分析。本文重点讨论系泊系统黏性力和二阶波浪力对系统响应的影响,计算结果发现系泊系统黏性力对系泊力有一定影响,而在浅水条件下二阶波浪力的计算对准确预报系统运动及系泊力非常重要。     

自然环境变化与人类活动影响下的中小河流沉积物源汇过程

山地小河在地球环境变迁和大陆边缘物质循环过程中具有重要作用,且受人类活动干预影响越来越明显。相比世界大河而言,中小河流多具有瞬时大通量、快速物质转换、易受极端事件和人类活动影响,且对环境变化响应敏感等特点,但学术界对它们的研究很薄弱。目前迫切需要以地球系统科学的思路来重新审视中小河流在圈层相互作用中的角色,加强中小河流地学的系统研究,尤其是通过系统的野外观测与采样分析,积累较长期的实时连续现场水文泥沙等多参数观测资料;同时利用多学科交叉和多方法集成的研究手段,重点研究在全球变化与人类活动影响的双重因素驱动下,世界主要大陆和岛屿地区代表性的中小河流入海物质的通量与组成,向边缘海和全球大洋的物质输运、埋藏与循环过程,以及对不同尺度的全球气候变化和海陆物质循环的响应和影响;重点揭示不同纬度、地带性气候和人类活动影响下的中小河流代表的源汇体系特征,及与世界大河源汇体系的差异,深入理解地球表生过程和全球海陆相互作用的机制。     

转塔位置对FPSO水动力性能的影响

转塔位置是内转塔式FPSO设计中的重要参数,对风标效应以及运动和系泊力等有重要影响.采用时域分析方法分别计算了10万吨级FPSO在不同转塔位置时百年一遇风、浪、流海洋环境条件作用下的运动响应和系泊力,分析了不同转塔位置对FPSO水动力性能的影响.计算结果与模型实验进行了比较,结果表明,转塔位置的变化对FPSO风标效应、转塔系泊力等影响显著.分析结果对于选择理想的转塔位置具有一定的实际意义.     

关于引潮力在大气和地震活动中作用的探讨

文中在分析讨论了引潮力的动力学特征后指出,任何一种(海潮、地潮、大气潮)潮汐运动,都是在引潮力场作用之下而产生的一种场运动,而且,如同海洋的潮汐运动一样,大气潮、地潮也是由许多尺度不等的潮汐振动系统所组成,由于每个振动系统皆拥有各自的固有振动频率,故每个潮振动系统的共振响应频率和平衡响应频率也就各不相同。因此,在同样的引潮力(或天文)条件下,不同区域的大气、地震活动的反应情况也就不同。文中还指出,引潮力对于大气、海洋、地球所输送的能量,还应包括其对非潮汐速度场的作用在内。因此文中认为,引潮力对于大气、海洋和地球运动所输送的能量,将比人们目前所估算的要多得多。     

海—气相互作用概述

前言 海-气相互作用问题是近代地球物理科学中发展极为迅速的一个分支。它研究海洋和大气之间物物质（如水份）、能量（如热量）和动量的交换,以及相应的海洋和大气的运动及主要物理量分布的相互制约的关系。世界海洋是大气的热量和水份的主要供应者,它对地球气候的形成、维持及变化起着决定性的影响。海-气相互作用提供了月、季以至更长时效的天气气候预报的物理基础,延长了大气对长期天气过程的“记忆力”。海洋和大气耦合构成了丰富多采的长期天气演变图景。了解海洋有助于我们更好地研究大气环流和天气气候形成、演变的机理。一些重要的天气气候现象都与海-气相互作用有关,如E1 N(?)o、 ENSO、遥相关以及大范围的干旱等。在30天以上的长期天气数值预报中必须考虑外强迫力的作用,其中最重要的是海     

地球自转角速度变化引起的构造应力分析

地球总的形状近似于一个旋转椭球体,其扁率为1/298.25,这与地球长期处于旋转状态有关.地球在漫长的发展过程中,经受了多次构造运动和各种地质作用,呈现了今天地壳中的复杂构造形态.引起地壳构造运动的动力来源肯定是一个复杂问题,已有几种观点来解释地壳运动的起源,例如:地慢对流说、重力均衡说、日月引潮力说、地球自转角速度变化说等.本文认为,引起构造运动的力源是多种因素共同作用的结果.可以肯定,地球自转角速度变化是引起构造运动的力源之一.因此,分析地球自转角速度变化引起的构造应力是有意义的.关于由地球自转角速度变化引起的构造应力,以前通行的看法认为有两个力:一个为惯性力的纬向增量(即纬向惯性力),另一个     

风浪流中涡激共振对Spar型浮式风机运动响应的影响

以Spar型浮式风机为研究对象,研究涡激力对于浮式风机系统运动的影响。对多体动力学软件FAST进行二次开发,加入涡激力的计算接口,实现了在平台涡激、波激、空气动力载荷及系泊联合作用下的Spar浮式风机系统的运动响应的计算。计算了在风、浪、流联合作用下,频率锁定现象发生时,Spar基础的运动响应,分析了风浪下Spar风机运动响应的涡激运动特性,并研究了不同的入流角度的影响。结果表明:考虑涡激力后,Spar基础的横荡运动明显增大;风浪流同向时,风浪的存在会抑制流载荷引起的横荡在涡泄频率的运动;在流与风浪垂直时,会激发Spar基础的更大的纵荡运动响应。     

导管架平台的三维可靠性分析

本文以渤海有冰海域的导管架平台为对象,探讨了结构系统在海冰、海流和风荷载联合作用下,考虑弯矩与轴力两种荷载效应以及腐蚀海生物附着综合影响的三维可靠性分析方法.     

基于SPH方法的开孔沉箱比尺效应研究

由于在前壁上设置了尺寸较小的孔,开孔沉箱受流体黏性力作用显著,依照弗劳德数相似准则设计模型存在比尺效应。为揭示比尺效应,建立了模拟波浪与开孔沉箱相互作用的光滑粒子流体动力学(SPH)模型。其中流体运动由连续性方程和Navier-Stokes方程控制,固壁边界由改进的动力边界粒子施加。模型收敛性通过分析不同粒子分辨率下的波浪反射系数得到,模型精度通过比较计算与理论波浪反射系数证明。使用经过验证的SPH模型,计算并比较了不同几何比尺和开孔率下开孔沉箱附近的涡量场、箱体外侧的波面时程曲线和波浪反射系数。结果表明,随着模型几何比尺的减小,开孔沉箱受到偏大的流体黏性力,致使更多波能在湍流运动中耗散,进而减小了波浪反射系数并降低了箱体外侧的波面高度。     

论浅海的长期输运过程

在浅海中,最显著的经久不息的运动是潮运动,其对于物质输运过程起着重要的作用。对于表征像水温、盐度等海水特性以及像营养盐、沉积物、污染物等溶液或悬浮质浓度的“表观浓度”而言,除了随着潮流的周期性变化外,还将由于湍扩散及潮致余流的积累作用而产生长期变化。在弱非线性系统的假设下,采用摄动法直接求解关于“浓度”的对流-扩散方程,可以分析上述变化,并可据此对特别有意义的长期输运方程及与之密切相关的Lagrange余流进行探讨。     

H型浮式垂直轴风力机刚—柔耦合多体动力学建模及仿真

采用多体动力学方法研究了H型浮式垂直轴风力机的动力特性。将风力机叶片和塔柱处理为柔性体,浮式基础处理为刚性体,考虑柔性体的非线性变形,由拉格朗日第二类方程建立了浮式风力机系统的非线性刚—柔耦合多体动力学方程。系统载荷包括浮式基础受的波浪力、风机叶片旋转时受到的气动载荷、塔柱受到的风压载荷、系泊力以及系统阻尼力。编制了模拟系统响应的数值计算程序,该程序可以考虑浮式风力机系统的刚—柔耦合和气动力—水动力耦合效应。以5 MW风力机为例,计算了叶片的固有频率;分析转速对叶片固有频率的影响;计算风、浪联合作用下浮式风力机系统的动力响应。结果表明,随着风机转速的增加,叶片切向固有频率增加、法向固有频率减小;在风、浪联合作用下,浮式基础运动以波浪频率为主,气动载荷贡献较小。     

海洋缆索的动力学仿真研究

论文研究了多体有限段模型中缆索弹性的两种处理方法：段间弹簧模拟弹性和采用弹性缆段。处理弹性问题,弹性缆段是一个更好的选择,它将多体运动力学和弹性力学结合起来,建立了由弹性缆段组成的多体有限段模型,理论上,这种方法对弹性的处理效果类似采用杆单元考虑几何非线性的有限元法,用于求解运动响应。水下缆索的附加质量作用性质与缆索自身惯性相同,文章将其归入了广义惯性力,并将其它流场力等效为多体方法需要的作用于质心的力系。     

直立防波堤振动──滑移运动分析的模型和方法

建立了一个动力系统模型及相应分析方法,对破碎波冲击作用下直立式防波堤的振动-滑移运动过程进行数值模拟,预测特殊波浪力作用下防波堤可能出现的滑移量.用本文模型和方法对一沉箱防波堤在破碎波作用下的运动过程进行了计算,并分析了沿基床顶面的滑移对沉箱位移、摇摆角、滑移力和倾覆力矩的影响.     

单点系泊油轮随机纵荡的工程计算方法

近年来,在风、流和浪联合作用下的单点系泊油轮的运动受到人们很大的关注。本文提出了一种顶浪状态下单点系泊油轮纵荡运动的工程计算方法,它包括由于风、流和二阶定常力引起的定常运动部分、高频部分(相应波浪周期的振动)及二阶波浪力引起的低频运动。在初步设计阶段,利用本文提供的方法,可以方便地估计出顶浪系泊油轮的纵荡运动。     

当代人为地质作用的特点、效应及研究意义

现代人为地质作用在各个领域十分盛行,对地球表层产生越来越重要的影响。现代人为地质作用主要表现为人为的风化、剥蚀、搬运和堆积等外生地质作用。人为地质作用往往表现为强度大、速度快、影响范围广、效果强烈的特征,在一些方面甚至超过自然地质作用。当今人类正以惊人的效率和速度改变着地球的自然景观以及地球岩石圈、水圈、大气圈等物质组成结构和能量转化,导致在地质历史过程中建立起来的地质作用和生态环境的平衡状态遭到破坏。人为地质作用既有良性又有恶性地质作用之分。具有正负两种效应,其正效应可以用来为人类造福,而负效应往往造成重大危害,甚至影响人类的生存。开展对各种不同性质和类型的人为地质作用研究,不但具有实践意义,而且在地球科学研究上也具有重大理论意义。     

冬季不同背景风场下边界层云对东海黑潮锋的响应个例研究

为探究冬季不同背景风场下黑潮锋影响边界层云的机理,采用高分辨率卫星数据和再分析数据,研究了冬季海面背景风为垂直(西北风)和平行(东北风)东海黑潮海表面温度锋(黑潮锋)条件下,边界层云对黑潮锋的响应。结果表明:背景风垂直黑潮锋情况下,黑潮锋强迫的边界层内次级环流明显,黑潮锋暖水侧海面冷平流强,海气温差增大,海气界面潜热感热通量增大,海气界面不稳定性增大,产生上升运动,云底高度抬升。上升运动在边界层底向南北两侧辐散,在冷水侧产生下沉运动与500 hPa高压下沉叠加,使局地云量明显减少,形成晴空少云区(云洞)。在暖水侧以南的下沉支叠加云顶上的下沉运动和边界层退耦效应共同作用,产生另一个云洞。气压调整机制为次级环流产生的主要原因。背景风平行黑潮锋情况下,海面空气温度平流作用小,暖水侧海气温差较小,虽然海洋仍然加热大气,但海气界面不稳定较弱,湍流增强使云底高度抬升,垂直混合机制为该湍流增强的主要原因。