弹性胶囊振荡水柱式波能转换装置的水动力特性研究

波浪能是一种极具潜力的可再生能源。为推进波能资源的利用,开发具有应用前景的新型波能转换装置（WEC）,提出了创新性的弹性胶囊振荡水柱式（EC-OWC）波能转换装置,设计建立了物理试验模型。通过膨胀波试验,研究了弹性胶囊的膨胀特性和自由膨胀波的运动特性;通过波浪试验,研究了装置与波浪耦合作用时的水动力性能,以及波浪和模型参数对系统振荡和波高放大比的影响。结果显示：装置内外水头差由0增加至30 cm时,自由膨胀波波速由约3.02 m/s减小至1.90 m/s,与一维纵波理论结果规律相符;相对水深在0.064 4~0.078 2范围内时,稳定后的波高放大比基本均超过4,其中相对水深值为0.070 6时达到最大波高放大比6;波高放大比随相对水头的增大先增大后减小,相对水头值为6时达到最大波高放大比6.5;波高放大比在相对管长为1.77时达到最大值6.35。结果表明：一维纵波理论可为弹性胶囊的设计提供支撑;控制水头差可有效调整装置的自然振荡周期;当装置内外振荡周期相匹配时,系统达到近似共振,装置内部膨胀波为驻波,且当胶囊长度接近半波长时,波高放大比达到最大。通过对EC-OWC模型的初步水动力性能试验研究,展示了该装置的优越性能和共振特性,可为此类WEC的开发提供参考。     

深海沉积物宏基因组中新型对羟基苯丙酮酸双加氧酶基因的鉴定

为采用不依赖培养的方法获取深海沉积物微生物遗传资源,利用深海沉积物DNA构建了2个宏基因组文库,对对羟基苯丙酮酸双加氧酶（4HPPD）活性进行了筛选,并分离出3个克隆子。体外转座子突变和全长测序发现了两个新的4HPPD基因和一个新的尿黑酸（HGA）代谢基因簇。克隆到 pMD18-T 载体中的3个新的4HPPD 基因能够在大肠杆菌中产生水溶性棕色素。该色素被鉴定为黑色素,并与 HGA 相关。结果表明,深海沉积物宏基因组含有多样性丰富的4HPPD功能基因,可用于发现新的黑色素生物合成基因。     

我国海洋装备制造业创新能力提升路径研究

党的二十大报告提出要“发展海洋经济,保护海洋生态环境,加快建设海洋强国”,海洋装备制造业是支撑我国海洋强国建设的重要抓手。近年来,我国海洋装备产业发展迅速,但仍然存在着产业“大而不强”、基础理论创新和核心关键技术攻关薄弱等问题,难以满足国家战略发展需求。文章立足于熊彼特的创新理论,考察了我国海洋装备制造业的产品创新、工艺创新、需求创新、供应链创新以及生产组织创新5个方面的创新能力,并在总结了市场驱动、国家驱动和生态联盟3种创新驱动模式的基础上,提出了我国海洋装备制造业创新能力提升路径。     

深海沉积物滑撬板滑行摩擦阻力试验研究

深海沉积物含水量高, 抗剪强度较低, 采用滑撬板滑行、螺旋桨推进是重载行进的有效方式之一。滑行能够明显减轻行走机构对沉积物压陷作用, 降低环境扰动。本文利用滑撬板滑行实验分析了不同接地比压下沉积物压陷深度和滑行摩擦阻力的关系。研究结果表明： 滑撬板的接地比压直接影响滑行摩擦阻力, 随着接地比压的增大, 滑撬板下陷增加, 沉积物变形加剧, 滑行摩擦阻力加大。通过上述试验结果总结得到接地参数对滑行摩擦系数的影响及其相关关系式, 为深海采矿车行走设计提供数据支撑。     

基于CMIP6数据的北极海冰未来分布和变化趋势分析

文章基于第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）的情景模式比较子计划的4种强迫情景,利用6个模式的输出数据对北极海区海冰密集度和海冰厚度的未来空间分布和长期变化趋势进行分析,并结合海面气温分析了其对海冰变化的可能影响。结果表明,不同强迫情景下2030年、2040年和2050年北极大部分海域海冰密集度均超过50%,海冰厚度约为1.5 m左右,其中东格陵兰海、巴伦支海、喀拉海和楚科奇海部分海域海冰密集度和厚度相对较小。2015—2050年两者整体均呈现下降的特征,部分海区的海冰密集度在高强迫情景下每年降低最大可超1%。2050年高强迫情景的季节变化结果显示,大部分海区冬春季海冰密集度超过90%,且各月均呈现下降趋势。海冰厚度方面,冬春夏大部分海区海冰厚度超过1 m,而秋季大部分海区海冰厚度小于等于0.5 m。12月至翌年5月全域海冰厚度以减小为主,其余月份却出现小范围海冰厚度增加的区域。至2100年的长期变化趋势方面,北冰洋中心区、东格陵兰海和楚科奇海海冰密集度和海冰厚度均随时间增加而减小,其中北冰洋中心区减小速率最大,同时三个海区海面气温将在未来持续增温。此外,海面气温的空间分布和长期变化趋势均与海冰密集度间存在较明显的相反变化特征,说明了气温对海冰的可能影响。本研究可为未来北极海冰在不同的强迫情景下的变化特征提供一定的参考。     

“蓝色粮仓”战略背景下渔业数字化水平测算与建设路径研究

将数字技术贯穿到渔业建设,有利于渔业增质提优,实现高质量建设“蓝色粮仓”战略目标,保障粮食安全,驱动农业农村现代化建设。首先,文章通过网络关系图,对各省、直辖市、自治区《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》及《“十四五”全国渔业发展规划》进行关键词分析,发现中国渔业数字化建设较为显著。其次,采用熵值法计算中国各省（市、自治区）渔业数字化水平综合值,发现中国渔业数字化水平建设综合水平较低,只有山东省综合值在80分以上;渔业数字化水平建设呈现波浪起伏式的缓慢增长;而且渔业数字化水平地区发展不均衡。同时,运用DEA-BCC模型进一步测算渔业科技创新与推广效率对渔业数字化水平发展动能的影响,发现渔业科技创新与推广的效率差异较大且不稳定,投入产出并未达到最优。最后,针对性地提出了3条建设路径：（1）夯实渔业数字化的硬件和软件设施,提升渔业数字化综合水平;（2）提升渔业科技与推广效率,增强渔业数字化水平发展的动能;（3）以数字化为核心,重塑渔业产业链与供需链、企业链、空间链和价值链的关系。实现利用渔业数字化水平,对渔业重点领域和关键环节“精准管控”,促进“蓝色粮仓”战略目标实现。     

带翼排桩式防波堤水动力特性研究

带翼排桩式防波堤能够有效沟通港池内外水体、维护水域环境,是一种环境友好型防波堤结构,在海岸工程领域有广阔的应用前景。采用模型试验与数值模拟方法,开展带翼排桩式防波堤的水动力特性研究。通过实验室水槽模型试验,分析翼板宽度B_w与翼板入水深度H_w对防波堤透反射系数及耗散系数的影响,同时基于大涡模拟（LES）建立数值波浪水槽,讨论规则波与防波堤相互作用过程中的桩周涡流、射流场演化过程。结果表明,不同的翼板宽度、入水深度设置会对防波堤透反射系数产生影响,且不同波长的规则波受翼板影响会呈现出不同的耗散结果;带翼排桩能够有效扰乱规则波的流场,形成不同形态的涡流,耗散波浪能量;当翼板入水深度较大时,翼下射流沿桩底水平发展,且强度大、控制距离远,该射流或成为桩底附近泥沙运动的重要动力。     

近岸海上风电场与海洋牧场构建融合方案初探——以金山海上风电场二期项目为例

随着“碳达峰”“碳中和”时代的来临,风电作为新型电力系统构建的主体,是我国一直以来重点发展的一项可再生能源,受到了广泛的应用。文章从政策符合性、水文条件、建造位置与鱼类重要场所等多方面构建评价体系,以金山海上风电场二期项目为例,对海洋牧场与近岸海上风电场融合构建进行初探。结果表明,由于流速、水深、水质环境等原因,金山海上风电场二期项目场址不具备建设海洋牧场和人工鱼礁建设的条件。建议通过投放生态礁、增殖放流等方式,逐渐形成良性循环的海洋生态环境。基于以上工作,初步探索近岸海上风电场与海洋牧场构建融合方案,开展河口海上风电项目的海洋生境构建。     

海底综合信息网及关键技术

分析了国内外典型海底信息网络,特别是海底观测网的建设发展现状;介绍了海底综合信息网的组成、各部分功能及网络拓扑结构;探讨了远程供电、水下接驳盒、信息传输及布放与维护等海底综合信息网建设和使用过程中的关键技术。基于以上信息,提出了构建一个集通信、观测和探测等功能于一体的海底综合信息网的设想。     

基于TESS数据的早型食双星HD190967、HD35921、HD228854和HD100213轨道周期变化的分析研究

HD190967、HD35921、HD228854和HD100213都是O型或B型的早型双星, 轨道周期分别为6.519 d、4.0024 d、1.8855 d和1.3872 d, 它们都属于长周期双星. 这类双星数目少, 且难以获得完整的光变曲线. TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite)空间望远镜的长时标、短曝光和高精度光度测量为这4颗源提供了优质的数据. 利用从TESS获取的光极小时刻和历史数据, 对这4颗早型双星的轨道周期进行了分析研究. 研究表明4颗源的轨道周期都有长期增加的趋势, HD228854和HD100213的轨道周期除了长期增加外还叠加了正弦变化. 分析发现HD190967、HD228854和HD100213这3颗恒星轨道周期增加的原因是伴星与主星间的物质交流造成的, HD35921轨道周期增加的原因是主星星风损失. 目前HD228854和HD100213的轨道周期正弦变化比较合理的解释是由于第三天体影响导致的光时轨道效应.