胶州湾全域潮流物理模型的相似条件及模型比尺和总体设计

胶州湾全域的变态物理模型以团岛至薛家岛的狭窄口门处为单边界.依据相似理论,确定胶州湾全域物理模型的水平比尺和垂直比尺分别为1∶700和1∶70.由几何比尺给出模型的流速比尺、糙度比尺、水流时间比尺、流量比尺及潮量比尺.设计胶州湾整体模型的试验水池为宽40 m、长50m、深1 m.试验采用翻板尾门加双向泵以水位控制为主的...     

海洋动床物理模型试验布置模型沙的相似条件

动床模型试验布置模型沙是模拟泥沙运动试验中的关键。模型布置模型沙之前,依据相似理论,按照一定的几何比尺选择适当的模型沙,这对于确保试验的可靠性、稳定性和提高试验精度尤为重要。本文以一港口物理模型试验为实例说明模型沙选择和布置模型沙对模拟泥沙运动的重要性。     

较大尺度下潮流物模试验理论可行性的数值研究

以渤海及其局部海域为例,通过数值模拟量化地转缺失对水动力过程的影响,评价不同空间尺度下实施潮流物理模型试验的理论可行性。结果表明,对整个渤海、辽东湾这么大尺度的海域实施物模试验理论上是不可行的;对90km尺度的渤海湾,地转缺失使模拟结果存在较大偏差;对莱州湾61km尺度的海域可进行物模试验。研究确定60km为实施潮流物模试验一般的理论允许尺度。     

海州湾区水环境的尺度分析

尺度分析方法能简化数学问题,从复杂的运动现象中滤除次要因子,从而确定主要运动因子。通过对海州湾区域的一些运动学和动力学特征进行尺度分析,得出海州湾区的环流是小尺度环流,运动方程中,平均运动的垂向非线性项和垂向摩擦力项是最重要的两项,其次是压力项与科氏力项。这明显不同于大洋,其平均运动的非线性项及摩擦力项是可以忽略的小量。     

海滩碎波带波能振荡的多尺度分析

对不同波况条件下实测的一岬间海滩碎波带两个上的波面数据,通过小波变换方法计算了小波谱,并作了显性检验。结果表明：（１）碎波带波能存在典型的多尺度振荡特性;（２）在正常波况下,波能主要分布于风浪频域,入射波自外测站向内测站传播过程中,能量具有向低频方向转移的趋势;（３）在高能波况下,能量均向长重力波频带增加,在长力波显尺度,二测站之间存在良好的位相一致关系。     

尺度重整分析中周期性成分的影响

目前，越来越多的研究者将尺度重整分析(R／S)引入古气候环境研究中。但在这些研究中很少提及周期性成分对尺度重整分析结果的影响。然而实际上，古气候环境演化往往显示出明显的周期性变化，而周期性成分的存在对尺度重整分析具有显著的影响。笔者列举了2个实例对此进行了说明。这些事实表明，在古气候环境研究中，没有考虑周期性成分影响的尺度重整分析的结果需要谨慎使用，有些可能需要做进一步修正。     

温带爆发性气旋的天气尺度诊断分析

本文根据ＭＭ４模式输出资料，利用平衡模式的ω－方程对１９８３年４月２５－２６日的模式气旋作了诊断分析，结果显示，气旋爆发性剧烈发展，与大尺度加热，积云对流加热，温度平流，涡度平流等物理因子密切相关，其中以温度平流和非绝热热尤为重要。     

内核及外围尺度对热带气旋强度影响的数值试验

采用WRF数值模式模拟并对热带气旋尺度与强度关系进行了探讨,且初步诊断分析了内核及外围尺度对热带气旋强度影响的可能机制,结果表明:(1)内核区较大时的缩放引起角速度变化是其影响热带气旋强度的机制之一;(2)内核区较小时的进一步收缩引起的眼区次级环流破坏是其影响热带气旋强度的一种机制;(3)外围尺度变化造成低层上升至高层的水汽总量变化,是其影响热带气旋强度的一种机制;另一方面,外围尺度发生变化使得低层气流向热带气旋内的辐合减少,亦是其影响热带气旋强度的机制之一。     

山东半岛一次中β尺度暴雨的数值模拟分析

利用NCAR/PSU的中尺度大气非静力模式MM5,对2004年8月5日发生在山东半岛的1次中β尺度暴雨过程进行了数值模拟和分析.将模拟的位势高度场、风场、降水与实况进行对比分析,在模拟结果比较合理的情况下,着重对发生暴雨的动力学机制进行了分析.结果表明：黄海中部高能区和副高边缘的高比湿带的维持造成对流不稳定,类似“干线”的特征有利于储存对流不稳定能量.在850hPa散度场上,山东半岛存在辐合辐散交替出现的链式分布,这揭示了重力波的存在;沿辐合辐散交替出现中心连线,作涡度、散度的垂直剖面,显示出重力波的垂直结构特征;重力波过程对暴雨天气的发生、发展有触发、组织和加强作用,天气尺度切变线辐合加强对重力波有激发作用.     

海面矢量和标量粗糙度的相似分析

应用海面矢量和标量廓线，以及贴海层厚度的相似分析，提出并论证了海面矢量与标量粗糙度近似相等的结论。     

潮流物理模型试验生潮控制时的复合模拟数据对接

根据几种不同情形探讨复合模拟中如何通过数值模拟为潮流物模试验提供开边界控制条件。对单边界物理模型,可由数模的调和常数得到物模边界控制所需的时间序列数据,实现单分潮、多分潮及大、中、小潮的模拟;对于历时较长的试验,可由数模得到长时间序列或周期性序列数据作为生潮的控制信号;对多边界模型,沿边界分为若干控制断面,由数模给出各断面的流量变化,对各断面分别进行流量控制;差时的复合模拟可使物理模型和数值模型互相提供边界条件或模型参数修正。     

一种水驱剩余油物模实验相似转化方法数模验证

在水驱剩余油物理模拟实验研究中,目前提出了一种新的相似转化方法,即通过运动速度（渗流真实速度）相等求取的物模实验排量,在岩心物性、流体性质相似,几何尺寸成比例的不同物理模型中驱替,其剩余油分布规律及开采效果相似,该规律是文中相似方法的核心规律,它可以有效地应用到室内物理模型实验对矿场剩余油分布规律的研究中去.此文重点考虑了重力、毛管力对运动速度相似转化方法的影响与修正,并设计了20余套数值模拟方案,验证了这种方法的准确性及实用性.     

模型变率对潮流波浪作用下局部冲刷深度的影响

根据窦国仁波浪潮流共同作用下的全沙模型相似理论,设计5个变率分别为2．5、4、6、8．33和12．8的长江口深水航道北槽概化物理模型,进行潮流和潮流波浪共同作用下的丁坝坝头清水和浑水冲刷试验,研究不同动力条件和不同工程布置下变率对冲刷坑发展过程及冲刷深度的影响,给出了变态模型与正态模型冲刷坑稳定冲刷深度的关系式。     

Numerical Simulation and Physical Simulation of Sea Wave Groups

- Based on field wave data, an empirical formula of wave envelope spectrum is given in this paper. Then the methods of both numerical and physical simulation of sea wave groups with the given spectrum and groupiness parameters are suggested.     

印度尼西亚近海潮汐潮流的数值模拟

利用FVCOM海洋数值模式计算了印尼近海的M2,S2,K1,O1分潮的分布,计算范围从20°S～20°N,90°～150°E,计算网格分辨率在印尼海域岛屿平均为1/12度,在大陆边界平均为1/5度,在开边界平均为1/2度.计算结果与104个TOPEX/Poseidon卫星高度计交叉点数据和79个验潮站数据进行比较,符合良好;与高度计交叉点比较,M2分潮振幅的均方根差为6 cm,迟角为7°;S2分潮的振幅偏差为3 cm,迟角偏差为8°;K1分潮振幅的偏差为6 cm,迟角偏差为10°;O1分潮振幅偏差为3 cm,迟角偏差为10°.根据计算结果给出了4个分潮的潮汐、潮流、潮余流和潮能通量密度分布图.     

海洋动床物理模型试验地形制作技术

试验模型地形制作是物模试验的一个基本工作,模型制作的好坏直接关系到实验的精度.模型试验之前,需要根据相似理论,选取合适的材料,按照一定的几何比尺进行模型的制作.通过2个具体工程作为实例说明了模型制作的过程、制作的技术性问题和制作经验.     

潮滩干湿转换的地貌发育物理模型及动力机制

为研究潮汐作用下潮滩干湿转换过程中的潮沟系统形成和地貌发育,使用黄河三角洲潮滩天然粉砂建立试验室物理模型,并首次将Argus系统引入试验,用于监测现场,模拟在一定坡度下潮滩干湿转换过程的地表变化,分析了天然粉砂孔隙内潴留空气对潮滩地形起伏的动力机制,研究了不均匀流对地貌发育的影响。研究表明,整平均匀、坡度均一的干潮滩,在正向潮流、潮汐作用下,粉砂孔隙内潴留空气排出滞后于潮流淹没,承压后沿水平和垂直方向随机运移,导致平坦的潮滩表面形成细微的地形起伏。这种初始起伏会进一步影响潮流运动和潮滩冲淤,从而形成各种潮滩地貌形态,并决定着潮滩地貌空间分布。高潮滩形成高密度和连通复杂的不规则潮沟-碗口状塌陷系统;中潮滩和低潮滩较为平坦,在微小陡坎和碗口状塌陷上方发育有沿岸线平行方向排列分布的树枝状细密潮沟,且有明显的溯源侵蚀现象。受不均匀水流影响,中心轴附近潮滩率先淹没,孔隙内潴留空气排赶到两侧,导致潮滩中间地表较为平坦,两侧地表变化大,且沙波偏移以中部为对称轴,两侧对称。     

北仑河口潮流和余流特征分析

北仑河口水动力状况复杂,受入海径流、潮汐、波浪、沿岸流、风应力等多种因子的共同影响.对北仑河口S1、S2站长序列的海流剖面资料进行数学统计、潮流调和分析和数字滤波,探讨其潮流特征和余流形成机制.分析结果表明:北仑河口潮流性质主要为不规则全日潮流;观测期间S1站实测涨、落潮最大流速分别为39、83 cm/s,S2站分别为52、44 cm/s.研究海域余流流速从表层往底层逐渐减小,其中S1站余流流速主要介于5～10 cm/s之间,流向集中在S-SW向,S2站主要介于0～5 cm/s之间,表、中层以NNE-ENE向为主,底层以偏W向为主.风应力是调查区表层与近表层余流形成的主导因素;西向沿岸流对调查区的余流也有较明显的作用;径流对调查区的S1站有一定的影响,但对S2站影响很小;潮致余流对调查区的余流贡献较小.