华南沿岸浅水台风风浪频谱的初步探讨

在深水海浪向近岸浅水区传播的过程中,由于变浅作用,海浪的频谱发生了相应的变化。文章以华南沿岸实测浅水台风风浪资料为基础,通过分析比较深水风浪频谱与实测台风风浪频谱的不同,并对实测资料进行统计处理,得出适用于华南沿岸浅水台风风浪的频谱。文章还将该频谱与已有的两种深水风浪频谱和Basinski－Massel浅水风浪频谱进行了比较。     

变浅作用下浅水海浪谱的计算

深水海浪向近岸传播过程中,由于变浅作用,其波面高度分布,波谱都发生了变化。本文基于非线性系统的输出和输入间亦存在转换关系,通过波面高度分布函数建立了深水正态海浪过程作为输入和浅水偏态海浪过程作为输出之间的非线性转换关系,导出了深、浅水谱间的理论关系。在假定能通量不变的条件下,提出了一种由已知深水谱和波面偏度计算二维海浪变浅作用下的浅水谱的方法,并对其进行了讨论和检验。     

Fluctuations of peak energy and peak frequency of local wavelet energy spectrum for wind waves

Ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｐｅａｋ　ｅｎｅｒｇｙ　ａｎｄ　ｐｅａｋ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｏ　ｌｏｃａｌ　ｗａｖｅｌｅｔ　ｅｎｅｒｇｙ　ｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｆｏｒ　ｗｉｎｄ　ｗａｖｅｓTXＦｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓｏｆｐｅａｋｅｎｅｒｇｙａｎｄｐｅａｋ...     

Statistical Distribution of Depth-Integrated Local Horizontal Momentum for Second-Order Random Ocean Waves in Finite Water Depth

Based on the second-order random wave solutions of water wave equations in tinite water depth, statistical distributions of the depth-integrated local horizontal momentum components are derived by use of the characteristic function expansion method. The parameters involved in the distributions can be all detemained by the water depth and the wavenumber spectrum of ocean waves. As an illustrative example, a fully developed wind-generated sea is considered and the parameters are calculated for typical wind speeds and water depths by means of the Donelan and Pierson spectrum. The effects of nonlinearity and water depth on the distributions are also investigated.     

船舶含气泡尾迹的光学特性研究

基于充分挖掘卫星遥感应用于海洋监测能力的需求,通过海上试验测量船舶含气泡尾迹海水的物理、光学特征,研究气泡群对不同水体光学特征的影响,例如离水辐亮度、遥感反射率.这些工作可为通过星载光学传感器遥感获取船舶尾迹信息提供理论依据.试验证明在可见光和近红外波段船舶含气泡尾迹相对于背景海水的离水辐亮度、遥感反射率都不同程度地得到了增强,并且在一类水体中含气泡尾迹的光谱后向散射无论是相对增幅还是绝对增幅都要远大于二类水体中的.     

多功能水流时间谱测井技术在油田开发中的应用

运用多功能水流时间谱测井技术原理和测井方法,通过优化活化期与谱周期匹配,可以提高测井资料质量。应用实例表明该技术能准确地探测油管、套管内外的水流情况,判断油、水井窜漏部位,定量分析注水井的注入剖面,该技术在中原油田的实际应用取得了良好地质效果。     

水中矿物油荧光特性实验研究

为了实现现场测量地表水中矿物油含量的全光纤荧光计的研制。采用荧光光谱测量分析方法 ,于 1 999年 1 0月— 2 0 0 0年 5月 ,采集了国内外不同的地区原油和成品油共 2 3种 ,用1 4种不同波长的激发光激励 ,进行荧光光谱特性测量实验研究。同时 ,对不同浓度的矿物油、水混合液也进行了测量实验 ,得出其最低检测浓度为 0 .0 0 5mg/L ;测量了青岛近岸海域表层受油污染海水的含油量为 0 .0 1～ 0 .2 2mg/L ;此外对水中矿物油受激荧光发射原理也作了简述。并对水中矿物油荧光光谱特性、浓度与荧光强度的关系 ,以及为研制现场测量水中矿物油浓度的全光纤荧光计的可能性作出了结论性的意见     

风浪局域小波谱峰的涨落

将湍流研究中已得到有效应用的局域小波能谱概念引入到风浪研究.分析了实验室不同风速下风浪的局域小波能谱.结果表明,局域小波谱峰值存在着显着的涨落,涨落的方差随风速的增加而增大.这不仅体现了风浪的局域结构,还意味着通常风浪谱的应用中除了要考虑平均意义下的频谱峰值外,还必须考虑局域小波谱峰值的涨落方差.     

一种计算有限水深波能功率的新方法

海洋波浪能平均功率的准确计算是波浪能开发和利用的基础。实践中,波浪能转换装置一般安装在有限水深区域。对于随机波,只有当详尽的波浪谱已知的时候,有限水深区的波能功率才能被准确计算出来。由于种种原因,实践中波浪的实测数据大多以散点图或有义波高和统计波周期的形式给出,而波浪谱信息有时则很难获得。基于这种情况,传统上人们利用无限水深条件下的相关公式来估算有限水深区域的波能功率,但这种做法会造成较大的误差。本研究显示,对于50 m水深的理论波谱JONSWAP谱来说该误差高达14.6%。为了提高波能功率计算的准确性,本文提出了一种基于能量频率的一阶和二阶近似算法,可以在未知波浪谱的情况下较为准确地计算不同水深时的波能功率。针对两种理论波浪谱的计算结果表明,本方法在计算有限带宽内的波能功率时计算误差低于2.8%。     

Experimental Study of Wave Energy Spectrum in Shallow Water

Wave energy spectrum in shallow water can be studied in wind wave channel in combination with irregular wave- maker. Fetch length is successfully extended and by "Relay" method the corresponding spectrum pattern and the wind velocity scale are obtained.     

变水深对畸形波及其时频能量谱的影响

使用VOF (volume of fluid)方法实现了变化水深条件下畸形波的数值模拟,使用小波分析方法计算模拟结果的时频能量谱,发现变化水深可以加强波浪的非线性相互作用,使转化到高频端的能量更多,产生了不对称程度更大的畸形波.     

西太平洋冬季上层水体有色溶解有机物的分布和转化特征

为深入解析西太平洋溶解有机碳的生物地球化学过程,本研究于2015年12月至2016年1月,开展了西太平洋上层水体有色溶解有机物（CDOM）吸收光谱和荧光光谱特征研究。研究结果表明,西太平洋上层水体CDOM吸收系数a（320）变化范围为0.01~1.07 m-1,平均值为0.18 m-1;其较高值位于100~200 m水层,表层的海水相对含量较低,主要以有机物的光化学分解为主。采用PARAFAC分析CDOM三维荧光光谱特征,得到1种类腐殖质组分C2（252（310 nm）/405 nm）及2种类蛋白组分C1（224（276 nm）/335 nm）和C3（224（260 nm）/300 nm）,其中类腐殖质荧光组分占总荧光强度的11%~22%,蛋白质荧光组分占总荧光强度的78%~89%,蛋白质荧光中类色氨酸和类络氨酸组分对荧光强度的贡献相当。洋流在大尺度上控制西太平洋CDOM的分布特征,两流交界处和环流形成区域的CDOM相对含量较高,荧光信号较强。西太上层水体CDOM相对含量和荧光信息,与温度、盐度、DO和营养盐等理化因素之间的相关分析结果表明,CDOM主要成分类蛋白质的产生主要受上层水体初级生产过程控制。     

海上风电升压站平台高程确定标准的合理性研究

为保证海上风电升压电站建设的经济合理与安全可靠,合理确定海上风电升压电站平台高程十分必要。文中从波浪与潮位的遭遇组合、最大波高取值与现行相关标准的比较、最大波峰高度计算的合理性等方面,全面分析了确定海上风电升压站平台高程各组成项取值标准的合理性,研究认为现行标准明显偏高。建议海上升压站平台底部高程按"100年一遇极端高水位+重现期50年波列累积频率1%的最大波峰高度+安全超高"确定。结合工程实例计算分析,按本文建议可使海上升压站平台高程明显降低,从而节省工程造价,还可减轻升压站工程对周边风机的遮蔽影响,以达到多发电量的效果。     

Estimation of Wind Wave Frequency Spectra by Use of the Arcsine Law

In the present study,the surface elevation of wind waves oberved in laboratory and in the Bohai Sea are adopted for the estimation of the wind wave frequency spectrum by use of the method of the arcsine law(MAL).The traditional method uses the surface elevation to calculate the correlation and then estimate the frequency spectrum while the MAL,presented by Yu and Lan(1979),uses the time sequence of zero-crossing points of surface elevation rather than directly the surface elevation to calculate the correlation.66 sets of wind wave data obtained in laboratory and 420 sets of data observed in the Bohai Sea are adopted for the examination of the method introduced by Yu and Lan.Results show that the MAL can give reliable estimation of wind wave spectra.Correlation and form of spectra estimated by the MAL are similar to those estimated by the traditional method.The peak frequency and the spectral density in peak frequency by the MAL are close to those obtained by the traditional method.     

Simulation of Flat-Bottom Structure Slamming

1.Introduction Inthepastdecades,theproblemofwaterentryhasbeenstudiedextensively(VonKarman,1929;AraiandMiyauchi,1998;ZhaoandFaltinsen,1993;Chuang,1966,1967;Takagiand Dobashi,2003).ThepioneerworkcanbetracedtoWagner’smomentumimpacttheory.Hecalculat edthevelocitypotentialaroundthefallingbodyandeducedaformulaofpressureactingonthefalling bodyvaryingwithtimeandspace.Butinhistheory,manyassumptionsweremadeandtheroleofair wasignoredsothatsomeerrorsoccurwhenhisformulaisusedtopredictthepressureofimp…     

基于非线性模型的畸形波模拟及其时频能量谱研究

采用VOF(volume offluid)方法实现了畸形波的数值模拟.将数值结果与线性理论(方程(5))计算结果进行了对比,发现数值模拟结果更能够反映非线性特征.使用小波分析方法研究了畸形波的时频能量谱,发现形成畸形波的过程中存在很强的波浪非线性相互作用,使得波浪的能量向高频端转化.变水深地形可以加强波浪的非线性相互作用.使得转化到高频端的能量更多,产生畸形程度更大的畸形波.     

海浪谱峰周期与跨零周期的一个经验关系式

从PM谱出发,推导出谱峰周期与跨零周期的谱关系式Tp=(5π/4)^1/4Tz≈1．41Tz;对海上实测海浪谱资料进行了分析,表明该式所给出的系数与统计值相当接近,较好地解决了由海浪谱直接获取谱峰周期所产生的谱稳定性问题。     

利用臭氧氧化发光光谱特征检测水质污染

利用不同的污染物质在被臭氧氧化时发光特性不同的原理检测水质污染。检测出来的发光光谱与不同污染源的特征光谱进行对比,辅助发光时序等特征,检测几种污染物的含量和确定污染源。对涉及的有关技术问题进行了探讨。     

Analytical Methods for Prediction of Water Absorption in Cement-Based Material?

The capillary absorption of water by unsaturated cement-based material is the main reason of degradation of the structures subjected to an aggressive environment since water often acts as the transporting medium for damaging contaminants. It is well known that the capillarity coefficient and sorptivity are two important parameters to characterize the water absorption of porous materials. Generally, the former is used to describe the penetration depth or height of water transport, which must be measured by special and advanced equipment. In contrast, the sorptivity represents the relationship between cumulative volume of water uptake and the square root of the elapsed time, which can be easily measured by the gravimetric method in a normal laboratory condition. In the present study, an analytical method is developed to build up a bridge between these two parameters, with the purpose that the sorptivity or the gravimetric method can be used to predict the penetration depth of water absorption. Additionally, a new model to explain the dependence of sorptivity on initial water content of the material is developed in order to fit the in situ condition. The comparison of predicted results by the analytical method with experimental data or numerical calculation results, as well as some previous models, validates the feasibility of the methods presented in this paper.     

湾口建闸海湾水体交换及景观水位数值模拟

大幅度的潮位变动对近岸景观和亲水性有较大影响,为此往往在湾口建闸控制湾内潮位变动,通过设置景观水位改善以上问题,但这将带来湾内的水动力及水体交换条件下降。本研究以马銮湾为例通过潮流数学模型模拟,研究湾口开闸孔数、开闸位置及不同景观水位与湾内水动力和水体交换的关系。利用湾口闸门调度,在湾内形成大尺度环流提高水体交换效率,对马銮湾景观水位和闸门调度方式提出了建议,有效地解决了湾内潮差减小引起水体交换效率减低的问题。