不同时空格式在求解污染物对流扩散方程中的应用

为了研究污染物对流扩散方程中不同时空格式的适用性,针对对流扩散方程的一维﹑二维和三维3种情况,分别建立了预报-校正的有限差分数值模型。在时间步进格式上分别采用了Crank-Nicolson格式或混合4阶Adams-Bashforth-Moulton格式,对对流项分别采用2阶精度或4阶精度,对扩散项采用了2阶精度。利用建立的数值模型求解了经典的污染物浓度场对流扩散,通过数值解与解析解的比较讨论了不同时空格式对数值模型计算结果的影响。结果表明:对空间一次导数采用4阶精度可以避免采用2阶精度带来的误差。采用混合4阶Adams-Bashforth-Moulton格式或Crank-Nicolson格式数值计算结果均与解析解吻合程度较好,但对于数组为[40,40,40]的三维对流扩散问题,前者比后者省时20.7%。     

变系数KdV方程在海洋内孤立波的应用

本文讨论了变系数KdV方程的一种求解方法及其理论应用。首先利用解析解给出初值条件,其次通过龙格库塔法结合显格式差分法对方程进行离散,并运用MATLAB软件编程求出方程的数值解。为了更好地体现孤立波的特性,本文选取了不同的初始波形,以研究孤立波的极性转换、线性化及频散产生尾波等典型情形,并将此理论用于实际海洋的孤立波分析中,以便更简洁直观地了解内孤立波的特性。     

等温大气压高方程在气压剖面高度计算中的应用

气象探测仪器获取空中气象数据时,需要确定气象数据对应的气压高度,以形成剖面测量数据.将等温大气压高方程应用于实际的气压剖面高度计算中,确定计算的边界条件并进行误差估算,并通过实际算例,验证了理论计算的有效性.     

声速预测方程在浅地层剖面资料处理中的应用

海底沉积层的声速足浅地层剖面资料采集和处理的关键参数之一,通常的做法是将地层的声速设定为一个经验值,而实际上声速并非定值.通过对国内外主要沉积物声速颅测方程的比较,利用卢博等建立的适用于中国东南近海的声速经验公式,在某人工岛构造调查中,根据地质钻孔获取的孔隙度参数计算各沉积层的平均声速,建立相应的声速结构剖面,应用于浅...     

静态平衡岬湾海岸理论中抛物线方程在海滩养护中的应用

岬湾海岸是全球重要的海岸地形,约占全球岸线的51%。岬间海滩又是岬湾海岸地形中最重要的组成部分。20世纪40年代以来,海洋地质学家和海岸工程师们对岬湾海岸做了大量的研究。尤其在20世纪80年代,有关抛物线形状海湾方程的成果发表和后来相关计算机软件的开发,都对判断岬湾岸线稳定性和预测岬头下游海岸的静态平衡起到至关重要的作用。详细介绍了静态平衡岬湾的概念,并且通过在由动态平衡向静态平衡转化、以岸外坝群保护平直沙岸、提高单岬或丁坝下游的稳定性等方面的具体应用,验证了方程的有效性。通过适当的人工构筑物,配合人工养滩,创造静态平衡的海滩,对海岸带的开发和保护具有重要意义。     

齐次湍流动能输运方程封闭模型在浅海动力学中的应用

该文对已建立的齐次湍流动能输运方程封闭模型 (HKE)封闭的浅海动力学模型进行了检验。湍流混合强度的垂直分布会影流速剖面 ,在风海流、狭长渠道稳态风潮及渠道振荡流流场等的模拟中 ,HKE封闭均取得满意效果 ,结果表明 HKE封闭在正压浅海动力学中是有效的 ,可避免混合长理论的缺陷 ,并未过多增加计算量。振荡流的湍流粘性系数的时间分布特性是时变的 ,其变化频率为振荡频率的两倍 ,且在流速变化最大时湍流混合最强。对应于浅海潮波系统 ,平潮和停潮时局地混合最弱 ,因而最适宜水质采样 ,反之 ,涨急和落急时刻湍流混合最强。但当取湍动能的Schmidt数 σk>10时 ,湍粘性系数的振幅仅为其平均值的 15 % ,因此可以认为在 15 %误差内振荡流的粘性系数可用一个时间平均值来代表     

SWAN波浪模型和缓坡方程在0903号台风“莲花”波浪数值计算中的联合应用

为了提高近岸台风浪模拟的精度和效率,选取台湾海峡及其邻近海域为研究区域,以0903号台风“莲花”为例,采用大、小网格嵌套的SWAN波浪模型和抛物型近似缓坡方程联合应用的方法模拟了此台风浪场的分布特征.将验证点的计算值与浮标实测值进行对比,峰值的最大绝对偏差为0.89 m,整个模拟过程的平均绝对偏差为0.45 m,平均相对偏差在20％以内,整体模拟效果良好.为了便于分析模拟结果,选取了2009年6月20日23时、21日08时、21日14时3个典型时刻的模拟结果进行对比分析.其结果表明:(1)随着台风中心的北移,研究区域内风浪逐渐占据绝对主导地位,风与波浪的变化趋势更加吻合.21日08时泉州湾内最大风速约15 m/s,湾口的最大波高为2.8m;至21日14时台风中心逼近泉州湾口,湾内最大风速增大至20 m/s,湾口最大波高迅速增至4.4m,模拟结果与实际情况相吻合.(2)在台风中心逼近泉州祥芝中心渔港时港区受台风影响最大,但受该渔港东侧防波堤的阻挡,波浪较难进入避风水域,仅从堤头绕射进入港内,港内波高约为0.2m,港外最大波高达到2.3 m,受到东向浪侵袭时港内避风条件较好.上述结果表明,SWAN波浪模型和缓坡方程联合应用在台湾海峡及其邻近海域的台风浪数值计算中具有良好的适应性.     

海洋内孤立波预警监测识别技术及其在流花16-2油田群开发中的应用

我国南海内孤立波发生频繁,由于其振幅大、流速强、能量集中等特点,已成为深海油气开发海上安装工程必须考虑的重大风险之一。依托现场守护船,提出一种内波流结构单体式监测、识别技术,采用KdV方程实现内波流预警,并成功应用于流花16-2油田群开发项目海管管线终端(PLET)安装、浮式生产储卸油装置(FPSO)锚系及水下管缆回接、空气潜水等高风险作业的内波流预警安全保障中,同时基于此次内波流预警监测结果对该海域的内波生成源和生成机制进行了探讨。应用期间采用该技术共监测、识别并发布内波预警450次。应用结果表明,约93%的内波预警时刻误差在10 min以内,平均误差为±3.90 min。统计分析结果表明,该海域的内孤立波主要来源于巴士海峡而非局地的潮地相互作用,大致可以分为两类:一类是直接产生于巴士海峡,西传至该海域;另一类是局地产生,主要是由巴士海峡产生的内波西传至陆坡浅化分裂生成或是由巴士海峡产生的内潮西传至陆坡由于非线性变陡机制产生。该内波流监测技术在流花16-2油田群开发项目的成功应用,可为南海其他类似项目提供直接的借鉴。     

有理函数模型在单幅卫星影像上人工地物高度求解中的应用

高度信息作为人工地物的重要属性信息,在军事和民用上都具有很高的利用价值。从线阵CCD推扫式卫星影像的构像方程入手,推导出该影像上人工地物高度的计算公式,并且得出了无需DEM数据,利用该影像上的像坐标和外方位元素即可较精确地计算出人工地物高度的重要结论。又假设利用有理函数模型该结论同样成立,最后又用大量实验数据进行了证明。研究不但拓宽了有理函数模型的应用范围,而且丰富了摄影测量与遥感领域利用单幅卫星影像进行人工地物高度计算的理论与方法。     

原始影像管理及质量分析系统的设计与实现

为了适应摄影测量与遥感技术的快速发展,满足测绘生产的需求现状,针对原始影像的管理与质量分析进行了深入的研究与探讨,并在现有的研究成果和设备的基础上,设计和实现了一套适应于作业部门需求的原始影像管理及质量分析系统。此系统不仅面向测绘生产者提供数据,而且也面向用户提供影像的初级产品———附有内外方位元素的原始影像,为实现原始影像的快速分发和共享提供了良好的服务平台。     

海底沉放结构物的位移监测

船坞内制作的大型结构物浮运沉放到海底的支撑基础上之后,受其自重及基础强度等因素的影响,在其初期会有一个明显沉降过程;为研究其沉降规律性,须对其进行监测.由于结构物在海水面以下,其底部位置靠测量设置的塔目标位置反求.通过对某电厂取水工程的海底取水头监测,介绍了监测方法及其沉降数据规律.     

福建沿岸当地平均海面的高程研究与应用

通过对福建沿岸多年来已有的当地平均海面高程资料和与1985国家高程基准的水准点联测成果,分析并研究了福建沿岸主要验潮站的当地平均海面的高程情况和变化趋势,对福建沿岸当地平均海面的高程（1985国家高程基准）进行了比较深入的研究和探讨,阐述了福建沿岸与浙江、广东沿海平均海面高程的连续性和与我国海区平均海面高程的一致性,论述了当地平均海面高程的应用方法,以解决福建沿海海岸地形图和水深图的基准统一及高度衔接问题。     

最大熵原理应用于海浪波高分布的研究

利用最大熵原理从理论上推导出波高的最大熵分布,在此基础上研究了状态参量对波高分布和波高熵的影响。影响最大熵分布的因子是平均波高和状态参量,不同海况对应的状态参量是不同的。利用波高实测资料,得出3种不同海况下的最大熵分布,通过比较发现最大熵分布很好地符合实测数据。把最大熵分布与目前广泛应用的瑞利分布作了比较,结果表明,最大熵分布有2个优点：没有对波高作出任何限制性假定和能够描述不同海况下的波高分布。     

利用有理函数模型实现IKONOS影像的单片定位

分析了利用高分辨率卫星CCD影像进行单片测图的意义，介绍了目前有理函数模型在影像定位方面的应用情况，重点研究了一种利用有理函数模型实现单片定位的方法，即将有理函数模型的正解形式线性化并组成方程组，结合DEM数据，对方程组迭代求解以获取地面点坐标。实验结果表明该方法具有解算精度高和易实现等特点。     

大西洋波高熵的分布变化规律研究

使用1992年10月-1998年12月连续75个月、230个重复周期的Topex／Poseidon卫星高度计有效波高资料，对南北大西洋波高熵的空间分布特征和时间变化规律进行了研究，统计分析了大西洋波高熵的多年的空间分布特征和多年各月的时间变化规律。结果表明，大西洋波高熵呈现出中间低、南北高的马鞍形空间分布特征和明显季节变化的规律，与大西洋的平均有效波高、气候的地理分布以及大气活动分布特征和变化规律相一致。     

海洋卫星数据处理系统的设计与实现

卫星遥感（技术）已经成为快速、大范围侦察与监视的有效的高技术手段。探讨了FY系列、NOAA系列和EOS/MODIS系列等多卫星数据处理技术,其中包括多卫星联合处理程序、数据库、Windows sockets机制等。该系统能够自动为海上活动提供海表温度、叶绿素、悬浮泥沙浓度、海水透明度、潜艇光学隐蔽深度、植被指数等遥感数据,满足海上活动对卫星数据的需求。