波浪与多孔介质结构相互作用SPH模拟

应用经CSPM法和黎曼解修正后的光滑粒子流体动力学(SPH)方法,建立了主动吸收无反射数值波浪水槽,研究波浪作用下多孔介质结构的水动力特性。流体运动控制方程采用N-S方程,多孔渗水结构内流体的运动控制方程考虑渗流力的影响。数值计算结果给出了水槽内不同位置测点的波面历时曲线和越浪量随时间变化曲线,并同试验结果和Philip Liu的数值计算结果进行了比较。并对一个波浪周期内斜坡堤多孔介质结构内外的速度场和压力分布进行了讨论分析。计算分析表明,数值计算波面较Philip Liu的计算结果与试验结果吻合更好。说明应用SPH方法建立的二维数学模型能够较好地模拟破碎波在多孔渗水斜坡上的爬坡和越浪。     

GA-BP神经网络在罗源湾口波浪模拟研究中的应用

由于BP神经网络存在收敛速度慢和易于陷入极小值等缺点,引入遗传算法(GA)对网络的权值和阈值加以优化,并采用不同组合的输入因子和样本数,对福建省罗源湾口的波浪进行模拟研究.对输入因子的分析结果表明,研究区域的波浪主要受台湾海峡波浪传播影响,与局地气象因子(风速、风向、海气温差)的相关性较弱.训练样本试验表明,30 d以上的波浪历史数据可使GA-BP神经网络充分学习研究区域的波浪特征,从而实现对波浪要素的高精度模拟.模拟结果显示,对春、夏季实测波浪数据的模拟效果均很好,其中相关性分别为0.967和0.938,均方根误差分别为0.112 m和0.107 m,表明GA-BP神经网络在近岸波浪模拟预报中有较广阔的应用前景.     

夏季南海北部微型浮游动物群落

根据2014年8月至9月于珠江口至南海中部断面(18°00'~22°00'N,114°00'~116°00'E)的南海北部海域进行采样调查,并进行了微型浮游动物群落分析。共发现微型浮游动物142种,隶属于2门44属,其中砂壳纤毛虫28属78种,占所有发现物种数的54.93%;寡毛类纤毛虫14属59种,占所有发现物种数的41.55%。优势类群为:拟卡金斯急游虫(Strombidium paracalkinsi)、具沟急游虫(Strombidium sulcatum)、维尔伯特急游虫(Strombidium wilberti)和无节幼体(nauplii)。调查区微型浮游动物的丰度介于11.43~959.35 ind/L之间,平均值为264.99 ind/L。微型浮游动物垂直分布总体特点是密集区位于50 m水层,50 m水层之下丰度逐渐减少。表层微型浮游动物丰度高值区位于J5-I1站位之间。断面的香农-威纳指数范围在0.92~4.18之间,平均值为2.77;均匀度指数在0.63~1之间,平均值为0.87。应用典范对应分析(CCA)发现温度和盐度是影响微型浮游动物群落的重要因素。通过对连续追踪站位的调查发现,上层水体微型浮游动物群落丰度随着时间而发生一定的变化,下层水体相对较平缓。微型浮游动物昼夜的垂直丰度变化与叶绿素浓度昼夜变化大致相符。     

天津市滨海新区芦苇湿地恢复适宜性评价

利用综合评价模型,结合地理信息系统技术的空间分析功能,以土地利用、土壤类型、坡度、降雨量和人类干扰活动作为评价因子,对天津滨海新区芦苇湿地恢复进行了适宜性评价。结果表明,较适宜开展湿地恢复的比例为21.46%,一般适宜比例为21.87%,不适宜比例占56.68%,其中较适宜湿地恢复的区域集中分布在北大港湿地自然保护区周边、独流减河下游、北塘入海口以及沿海滩涂,海河流域两侧也有零星分布。在适宜性评价基础上,对未来芦苇湿地恢复与建设的重点区域进行了成效预评估,芦苇对TC、TN、TP的年吸收通量约为1.3935×104、0.0258×104、0.0017×104t,能有效地减少入海排污压力和污染物对近岸海域环境质量的影响。研究结论可为天津湿地治理与生态恢复、土地利用结构调整、景观优化等提供理论依据和科学参考。     

广西北仑河口红树林保护区表层海水溶解态重金属时空分布及其影响因素

根据2013年5月(春季)和8月(夏季)对广西北仑河口红树林保护区的现场调查监测数据,研究了表层海水中溶解态重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As、Hg的时空分布特征,探讨了其影响因素,并对其污染水平进行了评价。结果表明,表层海水各溶解态重金属的浓度、空间波动程度在春、夏季均存在一定的差异;Hg的污染明显超过国家一类海水水质标准,且夏季污染水平高于春季。Cu-Zn、Cu-Cd、Zn-Pb、Zn-Cd之间存在显著正相关,春、夏季As以及夏季Cr分别与盐度之间呈显著正相关,其他重金属与盐度之间无显著相关性。各重金属的时空分布主要受到陆源输入、沿岸江河冲淡水和海水盐度变化等因素的影响。     

深海采矿转臂机构采矿姿态优化研究

针对海底地形不平坦特性,提出了一种变幅机构来自适应海底地形采矿姿态的采矿机构。综合考虑采矿机构采掘头距海底高度对采矿率影响,利用关键点法建立了节臂上的点到海底地形距离的数学模型。在此基础上,建立了以采矿率最高为目标的最优采矿姿态数学模型。以某实际地形为例,采用模拟退火遗传算法优化求解最优采矿姿态。根据其优化后结果可知,其最优采矿姿态与海底地形坡度变化一致,从而证明了采矿姿态模型的正确性。     

高效分解水产原料的菌株分离鉴定和组合发酵初探

为从一种组成未知的商用复合菌中分离并筛选出优势发酵菌株,本实验采用稀释平板培养法,对菌种进行分离纯化,同时参照《真菌鉴定手册》和《常见细菌鉴定手册》,根据其形态学特征、生理生化特性,并分别结合16S r DNA和18S r DNA序列的比对分析对菌种进行鉴定。另外,本研究通过生长曲线测定,单菌种发酵试验以及多菌种混合发酵发酵试验,以游离氨基酸态氮为指标,以期筛选出发酵低值水产品制备菌肥的最佳菌株组合。结果显示,共分离得到4株菌,分别为a热带假丝酵母、b罗伦隐球菌、c枯草芽孢杆菌、d蜡样芽胞杆菌。且菌种组合acd发酵后游离氨基酸态氮的含量较对照组上升最显著,为8.276g/L。故可确定最佳发酵菌株配方为acd(热带假丝酵母+枯草芽孢杆菌+蜡样芽胞杆菌)。     

调和分析方法在海洋磁力测量日变改正中的应用

针对海洋磁力测量数据处理中面临的磁扰期间的日变改正问题,基于傅立叶级数建立了日变数据处理谐波分析模型;通过应用于大批量实测日变数据处理,确定了谐波截断次数,实现了日变基值、平静日变改正和磁扰改正的合理分离。     

Experimental study of nonlinear behaviors of a free-floating body in waves

Nonlinear behaviors of a free-floating body in waves were experimentally investigated in the present study. The experiments were carried out for 6 different wave heights and 6 different wave periods to cover a relatively wide range of wave nonlinearities. A charge-coupled device (CCD) camera was used to capture the real-time motion of the floating body. The measurement data show that the sway, heave and roll motions of the floating body are all harmonic oscillations while the equilibrium position of the sway motion drifts in the wave direction. The drift speed is proportional to wave steepness when the size of the floating body is comparable to the wavelength, while it is proportional to the square of wave steepness when the floating body is relatively small. In addition, the drift motion leads to a slightly longer oscillation period of the floating body than the wave period of nonlinear wave and the discrepancy increases with the increment of wave steepness.