近岸波生流数值计算的一种新方法

运用Hardy-Cross法的基本原理建立了一种波生流计算的数值模型.本方法在维持计算稳定性方面表现出色,解决了以往的计算方法所存在的计算不稳定的根本缺陷,但是运用这一方法进行实际问题计算时还明显存在计算收敛缓慢的现象,对此,在探讨计算收敛原因的基础上,提出了同心矩形回路补正、粗网格计算初始值等对策.运用这些对策成功地提高了计算的效率和精度.最后通过计算例验证表明,运用本方法既能有效地维持计算的稳定,又能有效地解决局部缓和法所固有的计算效率低的问题,从而为研究和预测海岸工程对地形及环境变化影响问题提供了合理、实用的方法.     

MPS方法数值模拟液舱晃荡问题

基于无网格粒子法MPS方法(moving particle semi-implicit method)研究了液舱晃荡问题。针对二维矩形液舱晃荡问题进行了数值验证,结果表明MPS方法能够很好地计算晃荡产生的拍击压力。同时将MPS方法应用到带隔板的液舱晃荡问题计算中,分析了二维和三维带隔板液舱晃荡问题。计算结果表明:隔板的存在很大程度地限制了流体的水平运动,隔板附近出现了自由面的翻卷、破碎和融合现象,MPS方法能够很好地模拟这些流动现象。计算得到的波高与实验测得的波高吻合较好,表明MPS方法模拟带隔板的晃荡问题具有一定的可靠性。     

有限元模型修正方法的改进

利用最小二乘方法解决了2个有限元模型修正问题,对Kuo等学者提出的方法给出了改进。在不增加计算量的前提下,使计算过程更加简化,并用数值例子验证了算法的有效性。     

海岸线分维数计算方法及其比较研究

海岸线是分形领域最传统的研究课题 ,但是在目前的海岸线研究中却忽略了一个重要且根本性的问题 ,那就是海岸线分维数不同计算方法之间是否存在着一定的差异 ,根据不同计算方法计算所得的分维数之间是否具有可比性。在概述海岸线分维数计算方法的基础上 ,分析了它们之间的异同 ,并进行了实证研究。指出 :使用量规法、网格法计算所得海岸线分维数结果之间存在着客观的差异 ,文中利用量规法计算所得的海岸线分维数结果大于使用网格法计算所得的海岸线分维数结果。     

轴对称物体上的三阶波浪力

对于轴对称物体,提出了一个三阶波浪力的全绕射计算方法,自由水面上的三阶强迫项采用向外递推的方法加以计算。本方法已在计算机上实现。对于均匀圆柱问题,本方法计算结果与Malenica的半解析解吻合良好。本方法还被用于计算圆柱上的三阶波浪力矩,结果发现在低频区三阶波浪力矩具有很大的量值。     

拖缆动力学离散化计算的后处理方法研究

拖缆的计算一般都是将拖缆离散化,建立非线性的动力学平衡方程组,通过龙格库塔法、Newton-Raphson迭代法等方法对非线性方程组进行求解.本方法是先将拖缆离散成若干段,列出离散段节点处的水动力学方程,并进一步建立节点处关于角加速度的线性平衡方程组,通过对角加速度的求解计算来解决拖揽的动力学问题.在计算过程中,将拖揽节点处关于角度的非线性问题转化为角加速度的线性问题,简化了求解非线性方程组的计算过程,避免了非线性方程组迭代求解中的初始点问题.     

预修正快速傅里叶变换方法在波浪绕射和辐射问题中应用

在波浪对海上建筑物绕射和辐射问题的计算中,面元法被广泛使用,但由于传统面元法的存储量和计算量均为未知量的平方量级,很难满足大范围多未知量问题的计算需要。采用预修正快速傅里叶变换方法(pFFT方法),使计算量与存储量都降低到未知量的线性量级。以淹没圆球与漂浮圆柱两个典型算例为基础,通过不同未知量时pFFT方法与传统面元法的计算量与存储量的对比,以及pFFT方法自身各步骤计算时间的对比,研究了不同网格方案的选取对pFFT方法计算量和存储量的影响,推荐根据未知量个数采用计算时间最小化原则选取pFFT网格参数。     

作用在海洋移动式平台上的风倾载荷

本文在归纳国内外对作用在海洋移动式平台风倾载荷的研究文献的基础上，分析了目前船级社的规范中风载荷计算方法中的几个问题。本文介绍了作者编制的风倾力臂横截曲线计算程序，并给出了计算实例     

B样条面元法在波浪载荷计算中若干问题研究

对基于B样条面元法波浪载荷计算、载荷加载及速度势的二阶偏导数计算中存在若干问题的解决办法进行了探讨.对于加载时压力点的参数值计算,给出一种基于最小二乘法的参数值反算方法;对于二阶偏导数计算,给出一种基于B样条面元法求解速度势二阶导数的隐式方法,并通过对一无限水域中椭球潜体定常速度势二阶导数的计算对该方法进行了验证.此外,对B样条面元法的计算效率进行了讨论,并对对称性在B样条面元法中的应用以及其对计算效率的提高进行了说明.所介绍的方法简单实用,对于发展和推广B样条面元法在波浪载荷计算中的应用具有一定的价值.     

简化疲劳方法在渤海导管架平台中的应用

API规范推荐的简化疲劳方法在渤海湾导管架平台使用中一直存在标定的问题。根据简化疲劳原理,利用渤海湾的环境数据,推导了渤海湾允许疲劳应力的表达式,在此基础上提出了计算设计疲劳年限的概念。既解决了标定的问题,又可以利用现有设计软件直接进行计算,具有很高的实用性。     

大地问题中截面椭圆弧长的一种解法

介绍了利用子午线弧长的直接算法来解算大地问题中截面椭圆弧长的一种直接解法。该法具有计算方便且简单的特点。通过实例计算证明效果良好。     

Geodetic measurements in the ocean

This paper covers the topic of marine geodesy, its goals, and applications. Specifically discussed are position determination and establishment of geodetic control on the ocean bottom, ocean surface, and subsurface, and the determination of the geoid, a vertical reference surface. The various techniques used in position determination (including satellite, airborne, radio, inertial and acoustic techniques) are assessed in terms of accuracy, coverage, and contribution to the solution of specific problems associated with position and control. The results of several marine geodetic control experiments are presented. Classical techniques for the determination of the geoid are discussed and assessed, as are new techniques such as satellite altimetry. The outlook for marine geodetic measurements in the ocean is outlined in terms of what is being planned or considered for the next decade, and several recommendations are made.     

GNSS速度测量若干数学模型研究

为解决GNSS伪距变率双差测速和高斯投影、墨卡托投影坐标系中的速度投影计算问题,以大地坐标速度为未知数,推导GNSS伪距变率双差测速解法,基于高斯投影、墨卡托投影公式,推导其速度投影算法。建立了以大地坐标速度为未知数的GNSS伪距变率双差测速数学模型,建立了高斯投影、墨卡托投影坐标系速度投影计算方法,给出了应用试验和算例。结果表明,GNSS伪距变率双差测速大地坐标分量精度达到毫米/秒级,高斯投影、墨卡托投影坐标系速度投影算法正确。提出的GNSS伪距变率双差测速解法具有重要的应用价值。提出的高斯投影、墨卡托投影坐标系速度投影数学模型,可以满足低、中、高速应用需要。     

建立高程异常内插计算综合模型的研究

大地测量中数值逼近模型可分为两类:函数模型与统计模型,两种类型各有优、缺点。函数模型逼近一般求定逼近场的系统性或某种规律性趋势。统计模型逼近的主要特点是计算灵活,尤其对稳态随机过程的逼近效果较好。试图将二者有机地结合起来,以便充分利用函数模型逼近的规律性和统计模型逼近的灵活性,从而提高待求量的精度和可靠性。并通过实际算例证明将两者结合起来可有效改善拟合效果。     

西北太平洋中国沿海海面倾斜及其机理初探

海面倾斜与高程基准密切相关,它已经受到大地测量学界和海洋学界的重视.进一步讨论了大地水准的测量精度,指出了大地(几何)水准与沿海验潮资料的不符是由于海面的倾斜;分析了海面倾斜的机理,其中包括海流、海水密度分布、气压、台风引起的破碎波等的作用;提出了用海水异常密度的三维分布计算大地水准面的扰动,实质上它反映了海面的倾斜,该量占大地水准测量结果的73%,这进一步说明密度的异常乃是我国沿海海面倾斜的主要原因.     

大地测量数据处理中的潮汐系统和模型

经过30多年的发展,国际上对潮汐的研究不断深入。目前,已形成一套新的潮汐系统和模型。我国现行大地测量规范和细则中,一直沿用旧的潮汐系统和模型,已不再适应新的形势。因此,对1983年汉堡(Hamburg)IAG会议决议的潮汐系统和IERS(2003)潮汐模型及对大地测量数据处理的影响进行了介绍。     

基于GPRS的大地测量数据实时传输和处理系统的设计与实现

外业数据采集与内业处理检核的时空阻隔问题一直是制约大地测量数据生产效率的瓶颈,提出建立基于GPRS网络的大地测量数据的传输处理系统,详细设计了系统各模块的功能以及数据的传输控制方法,可实现外业端数据的实时、可靠传输和内业自动检核处理,提高大地测量数据生产的效率。     

等距圆量距法在海图上的扩展应用研究

为了解决双重极球面投影极区航海图上准确便捷量距的问题,根据等角纬度和大地纬度的关系,从理论和数值方面分析了将等距圆量距法推广应用到双重极球面投影海图的可行性、误差水平并给出了修正公式,以满足双重极球面投影航海图的极区导航应用需要。并研究了将等距圆量距法扩展到基于大地纬度应用的可行性,以满足双重极球面投影极区航海图上便捷准确的量距需要。误差分析表明,双重极球面投影海图上,基于大地纬度的等距圆量距法可行,量距误差可按相应公式修正。     

Analytical Study on Wave Diffraction from a Vertical Circular Cylinder in Front of Orthogonal Vertical Walls

In this paper, the principle of mirror image is used to transform the problem of wave diffraction from a circular cylinder in front of orthogonal vertical walls into the problem of diffraction of four symmetric incident waves from four symmetrically arranged circular cylinders, and then the eigenfunction expansion of velocity potential and Grafs addition theorem are used to give the analytical solution to the wave diffraction problem. The relation of the total wave force on cylinder to the distance between the cylinder and orthogonal vertical walls and the incidence angle of wave is also studied by numerical computation.     

正交直墙前直立圆柱的波浪绕射的解析研究

应用镜像原理,将正交直墙前单个圆柱的波浪绕射问题,转化为4个对称布置圆柱的4向入射波浪的绕射问题。然后应用速度势的特征展开方法和Graf加法定理,建立了正交直墙前垂直圆柱的波浪绕射解析解。通过数值计算研究了圆柱与正交直墙间距离大小、波浪入射角等因素与圆柱上总波浪作用力的解析关系。