波浪冲击过程流场变化特性试验研究

利用瞬态全场测量技术———粒子图像测速(PIV)技术,研究了波浪对透空式建筑物上部结构冲击过程的流场变化特性。通过对采集到的CCD图像互相关分析,直观地显示了波浪冲击作用发生时结构物底面的流场状态,得到瞬间全场流体水质点速度矢量,并且应用概率分析法研究了冲击压力峰值与波浪水质点运动速度之间的关系。     

静水压力取样器冲击头冲击速度的理论与试验研究

介绍了一种用于海底沉积物取样的静水压力取样器,它能依次利用重力势能和静水压力能,将其转换为冲击动能,以冲击形式将取样管插入海底沉积物进行取样。结合既定取样器对其冲击头的冲击速度进行了理论推导,并提出相关经验公式。通过取样器冲击试验,验证了静水压力取样器冲击头冲击速度理论模型的正确性和合理性。在理论推导和实验验证的基础上,对影响取样器冲击头冲击速度三个主要因素进行了探讨,并提出了提高冲击头冲击速度的具体措施。     

不同形状振荡浮子入水冲击的实验研究

振荡浮子在波浪能转换装置中应用非常广泛,在其服役期间,由于较小的设计吃水深度或为防避极端海况的需要,它们经常会离开水面;当其再次入水的时候,浮子底部就会受到入水冲击。入水冲击总是伴随着巨大的冲击压强以及冲击载荷,会导致浮子的结构性及疲劳性破坏,从而影响浮子的工作寿命。本文对锥形、半球形和横圆柱形三种形状的浮子入水冲击过程进行了实验研究,分析了浮子表面压强和冲击加速度的变化规律。主要结论如下:(1)在巨大的水阻力作用下,入水瞬间三种浮子表面压强急剧上升,迅速达到最高峰值;之后由于空气垫的作用,压强出现二次峰值现象。(2)在空气垫的作用下,三种浮子的最高压强峰值均未出现在浮子的最低点处,而是出现在外围某处。(3)三种浮子在触水瞬间的加速度均达到hm/s~2的量级,而后急剧下降,并在较短时间内达到一平衡值并沿其小幅震荡。(4)横圆柱形浮子由于其非垂直轴对称性,其表面压强和加速度的震荡更加明显。     

影响AIN陶瓷热导率因素的研究

可用于海洋敏感器件封装的氮化铝陶瓷材料具有高的热导率特性,本文对它的热导率进行了实验研究。分析了影响烧结样品密度和热导率的因素。     

Li,N双受主共掺杂实现p型ZnO的第一性原理研究

基于密度泛函理论,采用第一性原理平面波超软赝势法,首先对六方纤锌矿结构的ZnO晶体和N,Li分别掺杂ZnO以及Li-N共掺杂ZnO晶体的几何结构分别进行了优化计算,在此基础上计算得到了未掺杂ZnO晶体和不同掺杂情况下ZnO晶体的能带结构、总体态密度、分波态密度和电荷布居数.利用计算的结果,从理论上分析了Li-N共掺杂ZnO更容易得到稳定的p型ZnO.     

锥形振荡浮子入水冲击问题的数值模拟研究

锥形振荡浮子在波浪能转换装置中应用非常广泛,在其服役期间,由于较小的设计吃水深度或为防避极端海况的需要,它们经常会离开水面;当其再次入水的时候,浮子底部就会受到入水冲击。入水冲击总是伴随着巨大的冲击压强以及冲击载荷,会导致浮子的结构性及疲劳性破坏,从而影响浮子的工作寿命。基于Fluent软件对锥形浮子的入水冲击过程进行了模拟仿真,研究了具有不同斜升角的锥体在入水冲击过程中所受的冲击压强、冲击载荷、冲击速度的时空变化规律,以及各冲击参数之间的关系。结果发现:(1)锥形浮子在入水瞬间的毫秒量级时间内受到极大的冲击压强和冲击载荷;(2)最大压强出现在锥顶点处,且锥顶点压强和锥表面压强之间的差距随着入水深度的增加而逐渐减小;(3)锥顶点压强峰值早于冲击载荷峰值而出现,并且两者之间的时间间隔随着锥体斜升角的增加而增大;(4)其他条件不变时,斜升角越小的锥体其所受的入水冲击越大。     

类钠Ni17+离子双电子复合过程理论研究

使用基于相对论多组态方法的FAC程序,研究了类钠Ni¹⁷⁺(3s)离子通过双激发态Ni¹⁶⁺(3pnl,3dnl)(Δn=0激发)的双电子复合过程,得到了态选择的双电子复合截面和速率系数,并与文献中的实验和理论数据进行了对比.结果发现,计算通过3p_3/210l和3p_1/211l共振态的双电子复合积分截面在实验误差范围内与实验测量     

考虑应变率影响的圆管结构冲击试验缩尺修正方法研究

评估结构耐撞性能最可靠的方法是实尺度碰撞试验,然而对于大尺度结构物的碰撞试验,因其耗资巨大而不易开展,适当开展比例模型试验可以为简化解析算法及数值仿真计算提供验证依据,也可在一定程度上评估结构的耐撞性能。但是在进行碰撞模型试验时,材料应变率的敏感性会使得缩尺模型的动态响应与实尺度结构结果出现偏差,模型试验得到的数据与实际结构的动响应不完全遵循相似关系,这就限制了相似理论在大型结构物冲击问题上的应用。本文给出了一种通过改变冲击质量来修正应变率效应的方法,不同于传统量纲分析法中选取时间、质量和长度为基本量纲,而是以冲击质量、初始冲击速度和动态应力代替,得到计及应变率效应的质量相似关系。以此为基础,将该修正方法应用于船舶-自升式海洋平台的碰撞分析中。研究结果表明,该修正方法可以有效降低由于应变率效应而造成的缩尺误差,修正后的缩尺模型在碰撞冲击载荷下的位移、碰撞力和撞击时间等动态响应参数与实尺度模型结果的一致性更好。本文研究成果可以为大型结构物冲击模型试验设计提供技术支撑。     

基于变系数Korteweg-de Vries方程的海洋内孤立波非线性相互作用仿真模拟研究

本文主要是利用含有散射项和微扰项的变系数Korteweg-de Vries方程的双孤子解对海洋内孤立波的非线性相互作用进行研究.在南海东沙群岛海域,着重分析该弹性碰撞在合成孔径雷达图像上的信号特征,同时研究耗散项和微扰项对海洋内孤立波的弹性碰撞引起的表层流速的影响.     

光对海洋藻类生长的影响——叉鞭金藻对光响应的动力学过程研究

采用14C同位素示踪法、叶绿素法和细胞计数法,于实验室条件下模拟研究了光照强度对海水中叉鞭金藻生长的影响,以及光转移对叉鞭金藻生长的动力学过程.结果表明,在温度为21℃时,叉鞭金藻光响应曲线初始率为0.028(μmol·m-1·S-1)-1·h-1,最大同化系数为4.15h-1.在光照时间为12hL:12hD条件下,光转移过程叉鞭金藻一级速度常数为2.1×10-2h-1.同化系数、一级速度常数均随温度的变化而变化.     

杭州湾北岸近岸海域N、P 降解系数的围隔实验研究

通过制作生态系围隔实验装置,采用模拟围隔实验的方法,测定N、P营养盐的降解系数.基于夏秋两季杭州湾北岸近岸海域的现场水样采集,测出杭州湾北岸近岸海域无机氮的生物降解系数在0.121~0.269 d-1范围内,均值为0.225 d-1,测得活性磷酸盐的降解系数在0.031~0.179 d-1,均值为0.08 d-1.考虑到实验室静态模拟环境与真实海区状况的差异,采用保守估计法和 Bosko 公式进行处理,最终计算得出的0.21 d-1和0.05 d-1可分别作为杭州湾北岸海域无机氮和活性磷酸盐的实际降解系数.     

海洋丝状真菌降解原油研究Ⅱ.砂砾中油污去除室内模拟试验

１引言现有的大量实验研究结果表明［１－４］,从海洋环境中分离出的降解石油烃细菌和酵母不仅对不同油种降解差异较大、降解率较低,而且它们大都在小油滴中生长,那里的营养盐和氧含量往往限制其生长繁殖和降解石油烃能力,所以,要应用海洋细菌和酵母清除海上油污,就...     

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。     

基于剩余强度衰减的混凝土疲劳寿命估算方法

从疲劳过程中材料静载强度不断退化的本质出发，提出一个混凝土剩余强度衰减模型，模型的参数可简单地由试验S—N曲线确定。将模型应用于复杂多级疲劳荷载作用下的混凝土剩余疲劳寿命估算时，可以得到令人满意的结果。     

西沙生态监控区造礁石珊瑚退化原因分析

2005-2009年对西沙生态监控区5个站位(永兴岛、石岛、西沙洲、赵述岛和北岛)造礁石珊瑚种类、覆盖度、补充量及其主要环境因子进行了调查.研究结果表明,西沙生态监控区造礁石珊瑚呈现逐年退化趋势,活造礁石珊瑚覆盖率从2005年的65%下降到2009年的7.93%,而死珊瑚覆盖率变化则相反,从2005年的4.70%增加到...     

掺Ga对ZnO电子态密度和光学性质的影响

采用密度泛函理论下的第一性原理平面波赝势方法,研究了掺Ga对纤锌矿ZnO电子态密度和光学性质的影响.从晶体配位场理论分析了掺Ga前后ZnO的成键情况及态密度的变化.计算得到掺Ga后电子浓度为2.42×10²¹ cm^-3,ZnO的载流子浓度提高了10⁴倍.比较分析掺Ga前后ZnO的介电函数、复折射率、吸收光谱和反射光谱可得,ZnO光吸收边向高能端移动,光学带隙增大.在可见光区,ZnO光吸收系数与反射率减小,光透过率显著提高,使ZnO:Ga成为     

深水井口导管管土界面摩擦退化试验研究

深水井口导管在黏土中的贯入阻力与导管土体界面的黏性摩擦系数密切相关。在导管安装过程中,管土界面会产生大位移剪切,使得导管-黏土界面剪切力产生退化。本文针对传统剪切试验装置小位移剪切的限制,无法正确描述井口导管贯入时导管-黏土界面大位移剪切时的退化机理,采用GDS多功能界面剪切试验仪在恒应力条件下进行大位移单调剪切试验,研究法向应力对导管管土界面摩擦退化机理的影响规律。试验结果表明,大位移单调剪切时,界面剪应力随剪切位移先增大后减小,最终趋于稳定,界面表现出剪应力退化现象,随着法向应力的增大界面峰值应力与残余应力均增大;土样法向位移随着剪切位移、法向应力的增加而增大最终趋于稳定。最后在对试验数据分析的基础上,基于剪应力随无量纲位移的退化规律,提出了界面剪应力随累积位移退化的计算方法。并结合算例对比分析了井口导管在贯入80 m深度处,由于界面摩擦退化效应导致导管贯入阻力降低了28.48%。     

鼠尾藻对重金属锌、镉富集及排放作用的研究

将鼠尾藻(Sargassum thunbergii)暴露在不同质量浓度锌和镉溶液里40 d,以及暴露20 d后,移入自然海水恢复20 d,分析了藻体内金属离子含量的变化。富集实验结果表明,鼠尾藻积累金属离子的量和暴露溶液金属质量浓度正相关、与暴露时间具有线性关系;暴露3 d,藻体的金属离子含量(除了暴露在Cd2+质量浓度为0.1 mg/L处理组)均显著增加;在Zn2+处理组,溶液里Zn2+质量浓度越大,线性关系越显著,而在Cd2+处理组,Cd2+质量浓度5.0 mg/L处理组藻体内Cd2+含量与暴露时间的线性关系则最低。排放试验结果表明,排放20 d后与排放0 d比较,藻体内的金属离子质量浓度均显著降低,但是均显著高于暴露前水平;在Zn2+溶液里,鼠尾藻暴露Zn2+质量浓度0.1 mg/L和Zn2+质量浓度5.0 mg/L 20 d后移入自然海水5 d后,藻体内的Zn2+含量与排放0 d相比显著降低,而在Cd2+溶液里,藻体排放5 d后,藻体内的Cd2+含量与排放0 d相比均显著降低。最终结果表明,鼠尾藻潜在地可作为一种指示生物,用于监测海洋环境重金属污染状况。同时,鼠尾藻对Zn2+和Cd2+具有较强的富集能力,可以利用鼠尾藻修复受重金属污染的海洋水体,尤其是锌的污染。     

Experimental study on the effect of soil saturation on the electric permeability coefficient during electroosmosis process

Abstract

The electrokinetic treatments on high natural moisture content, large compressibility, and low strength dredged marine soil are regarded as an innovative method, but it has not been widely applied due to the difference between theory predictions and realities. To minimize the difference which is resulted from the electric permeability coefficient variations due to pore water drainage and the degree of saturation drops during the electrokinetic treatment of soils, several one-dimensional indoor experiments were conducted with single kaolin clay and natural soft clay. The test results indicate that the electric permeability values conform to the predicted value of Helmholtz–Smoluchowski (H-S) theory under saturated conditions. The permeability for unsaturated soils can be described with relative electric permeability, that is, k_e,rel=a(Sr)^b. The ranges of fitting parameters are 0.8–1.2 for a and 3–9 for b. The fitting parameters are dependent on the soil type, electric potential gradient, and pore size distribution and so on. The smaller the soil pore size is the more sensitive the permeability coefficient is to the degree of saturation.     

南流江口洲滩景观过程研究

热带小河口洲滩景观格局对外部环境作用的影响极为敏感,是潮滩水沙、地貌及植被耦合作用的结果。本文将遥感技术和景观生态学方法相结合,探讨了北部湾南流江口洲滩的景观特征及时空变化过程。主要结果表明:2005—2019年南流江河口洲滩景观要素自陆向海呈现红树林(桐花树、秋茄)、茳芏及光滩格局,在此期间内的洲滩景观多样性指数低、景观破碎化指数高。红树林、茳芏与光滩景观类型优势度Do值大致相等。同时,红树林与茳芏的扩张导致其面积持续增加而光滩面积减少。红树林、茳芏与光滩三者相互竞争又相互促进,河口潮滩景观处于快速发育阶段。研究结果有助于对热带小河口洲滩植被演化格局的认识,为热带河口地区生态恢复与湿地管理提供理论支撑。