波浪能发电平台系泊系统耦合动力响应及水动力分析

本文以一种新型波浪能发电平台为研究对象,分别采用基于三维势流理论的软件Sesam和基于有限体积法的Flow3D软件,对平台和发电浮子进行水动力分析。应用Sesam-HydroD模块计算了平台和发电浮子在频域内的运动响应,将平台和发电浮子的垂荡运动响应进行对比分析,结果表明,在正常海况下,平台与发电浮子垂荡运动相对幅值满足捕能系统的发电需求。应用Flow3D软件对平台整体进行水动力分析,结果表明,平台与发电浮子相对运动振幅在0.3～0.4m间,可满足发电需求。在此基础之上,应用Orcaflex软件,通过时域耦合动力分析的方法,计算了平台在自存工况和作业工况下的运动响应和系泊缆动张力响应,结果表明:在自存工况下,平台锚泊线的安全系数符合规范要求,平台具有良好的安全性能,能够适应恶劣的海洋环境;在作业工况下,平台的垂荡运动响应对波浪方向变化并不敏感,捕能系统不受波浪方向变化的影响,满足发电需求。另外,本文的研究结果能为类似的海洋平台的研究提供建议和参考。     

社区生活圈公共服务设施配置的空间分异分析——以大连市沙河口区为例

城市公共服务设施的配置水平直接影响到居民的生活品质。论文基于高德地图获取的地图数据,使用城市网络分析工具(Urban Network Analysis Toolbox, UNA)对大连市沙河口区内的6类公共服务设施分布进行空间分异分析,并对区内90个社区的居民出行可达设施的数量及类别进行测度,最后对各个社区进行总体评价。结果表明：① 大连市沙河口区公共服务设施空间分布不均,北多南少,呈现出“一主多次”的“廾”字形的结构,主要分布在西安路商业区周边和各个街道的次级商业区;② 居民可达设施数量空间差异大,北多南少,各街道均有1或2个区域可达设施数量较多;③ 居民可达设施类型数量存在一定差异,70%以上的住宅楼中的居民可以获得全部6类公共服务设施;④ 各社区居民可达设施总体处于差异较小的均衡状态,但仍有个别社区存在内部差异较大的现象。设施的分布、地物的阻隔和社区的封闭程度对居民获取各类公共服务设施影响较大,建议构建“设施完善、便捷可达”的15 min社区生活圈。     

辽宁沿海地区海洋经济增长质量空间特征及影响要素

在海洋经济质量转型之期,基于“认知—评价—建构—优化”理念,界定海洋经济增长质量内涵,通过中心-引力模型评价分析2000—2014年辽宁沿海地区海洋经济增长质量空间特征,构建了海洋经济增长质量模型,识别影响其空间特征的相关要素,并根据要素作用程度提出优化建议。研究发现：① 辽宁沿海地区海洋经济增长质量呈“核心—圈层”结构,形成以大连为“领头雁”的雁阵式相互继起模式;“钻石型”引力流结构促成辽宁沿海地区集中化连片发展格局;② 海洋经济增长质量空间特征主要受空间集聚效应影响,海洋资本、海洋基建和海洋产业结构成为推动海洋经济增长质量循环引力流的顺流机制,其中海洋产业结构成为影响辽宁海洋经济增长质量圈层空间集聚效应的关键流;海洋人才成为制约海洋经济增长质量循环引力流的逆流机制;③ 通过路径作用程度的象限划分,提出强化大连中心地职能,针对腹地城市定位及资源禀赋条件提出调控措施,推进沿海区域协调与一体化进程。     

利用稳定同位素(15N)示踪技术研究浮游藻类氮素吸收速率特征

浮游藻类对溶解态氮的吸收同化是湖泊氮生物循环和水体富营养化发生机制探讨的关键环节。本文通过~(15)N稳定同位素添加实验以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、海链藻(Thalassiosira sp.)、卡德藻(Tetraselmis sp.)、剧毒卡尔藻(Karlodinium veneficum)以及盐水隐藻(Rhodomonas salina)为研究对象,从浮游藻类氮素吸收时间、营养盐基质以及藻种差异三个方面研究五种藻类对铵氮(NH_4~+-N)、硝氮(NO_3~--N)、尿素氮(Urea-N)三种形态氮的吸收特征。研究发现:(1)浮游藻类对三种形态氮的吸收均在1h时吸收速率最高,其氮素吸收过程为快速吸收。(2)浮游藻类优先吸收还原态氮,其中NH_4~+-N吸收速率最高,当培养周期为1d和4d时浮游藻类对NH_4~+-N吸收速率的均值分别为4.05和4.15μmol/(L·h);浮游藻类对Urea-N吸收相对偏好系数为25.18—713.42,表现出对小分子溶解态有机氮的特定偏好性。(3)不同藻种对氮素吸收具有不同特征,其中,剧毒卡尔藻对三种形态氮的吸收速率均为最高,而铜绿微囊藻的吸收速率均为最低;不同藻种不同培养时间氮素吸收速率差异与浮游藻类生长周期等特性有关。不同浮游藻类对不同形态氮素表现出吸收特异性,对水体氮负荷和浮游藻类水华优势种形成将产生重要影响。     

紫刺参早期生长发育与体色形成的研究

本研究对紫刺参胚胎和幼体发育过程进行了显微观测,比较分析了其幼体早期生长情况与体色形成过程。结果表明:(1)在水温21.0±0.2℃条件下,紫刺参受精卵在受精10～15min后释放第一极体,5h 30min～6h 30min进入囊胚期, 18～20h发育成原肠胚; 30～34h进入耳状幼体阶段, 8～10d变态发育为樽形幼体, 12～14d发育成稚参;紫刺参胚胎和幼体发育时序与普通刺参无显著差异。(2)紫刺参早期发育中的樽形幼体发生率和附着变态率分别为58.4±4.7%和45.1±2.7%,高于普通刺参。(3)紫刺参浮游阶段后期随日龄增长表现出较普通刺参发育更快的优势,在日龄6～7d表现出显著差异(P0.05)。(4)紫刺参稚参在日龄35d前后自背部开始着色,50d～60d腹部开始着色,110d体表紫色转变近乎成参体色,完成变色过程。     

基于卷积神经网络与条件随机场方法提取乡镇非正规固体废弃物

随着村镇经济建设发展,生活垃圾和工业固体废弃物造成的污染问题日益突出,已经成为制约新农村建设发展和生态文明建设的关键问题,而目前针对乡镇非正规固体废弃物的调查与统计主要依赖全国各乡镇相关部门逐级调查上报,工作量较大。本文基于高分辨率遥感影像,将深度学习模型和条件随机场模型相结合引入到乡镇固体废弃物的提取研究中,探索一种基于深度卷积神经网络的乡镇固体废弃物提取模型。由于固体废弃物在影像上表现为面积小,分布破碎等特点,为了提高工作效率,将模型特分为识别和提取2个部分：① 通过全连接卷积网络（CNN）对固体废弃物进行快速识别判断,筛选感兴趣区域影像块;② 在传统的全卷积神经网络(FCN)的基础上加入条件随机场模型(CRF)提取固体废弃物边界,提高整体分割精度。根据安徽、山西等地区相关部门上报固体废弃物堆放点以及住房与城乡建设部城乡规划管理中心进行野外检查的结果,实验最终识别精度达到86.87%以上;形状提取精度为89.84%,Kappa系数为0.7851,识别与提取精度均优于传统分类方法。同时,该方法已经逐步应用于住房和城乡建设部有关成都、兰州、河北等部分乡镇非正规固体废弃物的核查工作,取得了较为满意的结果。     

Seasonal response of surface wind to SST perturbation in the Northern Hemisphere

The seasonal response of surface wind speed to sea surface temperature(SST)change in the Northern Hemisphere was investigated using 10 years(2002-2011)high-resolution satellite observations and reanalysis data.The results showed that correlation between surface wind speed perturbations and SST perturbations exhibits remarkable seasonal variation,with more positive correlation is stronger in the cold seasons than in the warm seasons.This seasonality in a positive correlation between SST and surface wind speed is attributable primarily to seasonal changes of oceanic and atmospheric background conditions in frontal regions.The mean SST gradient and the prevailing surface winds are strong in winter and weak in summer.Additionally,the eddy-induced response of surface wind speed is stronger in winter than in summer,although the locations and numbers of mesoscale eddies do not show obvious seasonal features.The response of surface wind speed is apparently due to stability and mixing within the marine atmospheric boundary layer(MABL),modulated by SST perturbations.In the cold seasons,the stronger positive(negative)SST perturbations are easier to increase(decrease)the MABL height and trigger(suppress)momentum vertical mixing,contributing to the positive correlation between SST and surface wind speed.In comparison,SST perturbations are relatively weak in the warm seasons,resulting in a weak response of surface wind speed to SST changes.This result holds for each individual region with energetic eddy activity in the Northern Hemisphere.     

珊瑚环礁区侧扫声呐图像中的目标物识别方法

为研究西沙宣德环礁海底地貌特征及珊瑚分布情况,采用舷挂侧扫拖鱼的方式对环礁区域海底进行地貌扫测,从采集的侧扫声呐图像上可以识别出环礁区域珊瑚分布情况及珊瑚礁区地貌特征,利用侧扫声呐图像识别方法结合实物样品比对可以圈定出珊瑚分布范围、暗礁区域及环礁区域底质类型分布,采用基本的数学处理方法定量分析了水下珊瑚礁体的海底高度及疑似沉船的大小,分析了侧扫声呐图像显示的调查船转向效应。     

考虑拖航疲劳的火炬臂全寿命评估

针对导管架平台上部组块与火炬臂进行整体拖航的情况,提出考虑拖航累积损伤的火炬臂全寿命疲劳分析流程。采用MOSES和SACS软件建立上部组块带火炬臂整体拖航水动力模型和导管架平台整体有限元模型,计算拖航驳船运动惯性载荷、在位波载荷和在位风载荷引起的火炬臂管节点疲劳损伤,对火炬臂进行全寿命疲劳分析。引入拖航疲劳损伤率系数,量化拖航驳船运动对火炬臂各管节点疲劳损伤的影响。结果表明:拖航工况驳船运动惯性载荷造成的火炬臂疲劳损伤不容忽略,特别是对靠近火炬臂根部的管节点影响显著。因此,在对整体拖航下的火炬臂进行疲劳设计时,应对其进行全寿命疲劳分析。     

浅水多波束测深仪高分辨率波束形成方法研究

常规波束形成技术以其稳健性好、计算量低等特点得到广泛应用,但其空间分辨率受阵元个数限制,不能突破瑞利限。因此,常规波束形成技术应用于高精度浅水多波束测深仪时,存在空间分辨率不足和旁瓣干扰等问题。对比研究了最小方差无失真(MVDR)及多重信号分类(MUSIC)波束形成在浅水多波束测深仪中的应用,给出了浅水多波束测深仪的常规波束形成、MVDR和MUSIC处理方法,并结合能量法和相位法两种底检测测深算法,处理了iBeam8120浅水多波束测深仪外场数据,验证了本文方法的性能。