An Efficient Model for Transient Surface Waves in Both Finite and Infinite Water Depth

A numerical model is developed to simulate fully nonlinear extreme waves in finite and infinite water-depth wave tanks. A semi-mixed Eulerian-Lagrangian formulation is adopted and a higher-order boundary element method in conjunction with an image Green function is used for the fluid domain. The boundary values on the free surface are updated at each time step by a fourth-order Runga-Kutta time-marching scheme at each time step. Input wave characteristics are specified at the upstream boundary by an appropriate wave theory. At the downstream boundary, an artificial damping zone is used to prevent wave reflection back into the computational domain. Using the image Green function in the whole fluid domain, the integrations on the two lateral walls and bottom are excluded. The simulation results on extreme wave elevations in finite and infinite water-depths are compared with experimental results and second-order analytical solutions respectively. The wave kinematics is also discussed in the present study.     

壳聚糖/α,β-甘油磷酸凝胶微球的制备及性质研究

以液体石蜡为油相,以壳聚糖/α,β-甘油磷酸凝胶溶液为水相,用乳化法制备了壳聚糖/α,β-甘油磷酸凝胶微球,并对微球形态、粒径分布、溶胀性、蛋白吸附率、溶血率、体外降解率进行了分析。光学显微镜下显示,微球形态圆整,粒径主要分布在100～400μm;扫描电镜显示,微球内部为三维网络状结构,骨架清晰;pH=7.4的PBS缓冲液中干凝胶微球的溶胀率为218.08%,普通壳聚糖微球为70.98%;1和24h测得凝胶微球的蛋白吸附量分别为13.21和15.68μg/g,普通壳聚糖微球分别为3.71×103和4.83×103μg/g;微球的溶血率小于5%,血液相容性良好;体外降解实验显示,壳聚糖的脱乙酰度、黏度以及溶菌酶浓度对壳聚糖/α,β-甘油磷酸凝胶微球的降解性质产生影响。     

离散元法模拟吸力锚施工中生成的土塞研究

吸力锚是近年来在海洋工程中出现并得以迅速发展的一种新型基础形式。然而吸力锚施工中产生的土塞现象对顺利施工和安全使用构成了严重的威胁。文章采用了离散单元法来研究吸力锚施工中的土塞现象,并得到了一些结论。圆形刚性颗粒模型是文章中所采用的基本模型,同时动态松弛法成为基本的求解方法。     

37°N断面营养盐和溶解氧的四季分布特征及变化

以2006年7月至2007年10月期间,4个季节的4个航次对37°N断面的调查资料为依据,分析并讨论了该断面四季生源要素的分布特征以及变化趋势。结果表明：该断面受黄海冷水团和陆源输入的影响,东西两侧的生源要素及温盐特征明显不同。夏季断面东侧由于受到冷水团的控制,底层出现明显的低温、高盐、高营养盐和高溶解氧的特征,并且跃层明显;西侧浅水区的温盐及生源要素的变化则相对均匀。冬季由于温跃层的消失,上下水体混合均匀,故而温盐及生源要素的垂直分布趋于均匀,断面西侧由于受到陆源输入的影响营养盐的浓度明显较东侧高。春季是增温降盐,营养盐逐渐消耗,东侧温跃层逐渐形成的过程;而秋季则恰恰相反。     

海水海砂混凝土双K断裂参数的确定

采用尺寸为515 mm×100 mm×100 mm初始缝高比从0.1变化至0.8的三点弯曲梁试件,利用试验测得起裂荷载Pini、最大荷载Pmax及对应的裂缝口张开位移CMODc等参数,研究了缝高比a0/h对海水海砂混凝土双K断裂参数的影响。并以相同配合比的淡水河砂梁作为对照组,进一步研究了海砂海水混凝土双K断裂参数与普通混凝土之间的关系。结果发现海水海砂混凝土断裂参数在a0/h=0.25～0.7范围内时可以认为是一常数;海水海砂混凝土梁断裂参数比相同配合比情况下的淡水河砂梁大且对边界影响更加敏感。     

海水酸化对米氏凯伦藻和盐生杜氏藻种群增长和种间竞争的影响

大气中CO_2浓度升高导致的海水酸化改变了海洋生物赖以生存的化学环境,将对其生长、繁殖和代谢产生深远影响。本研究采用实验生态学的方法,以米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)和盐生杜氏藻(Dunaliella salina)为研究对象,探究在海水酸化条件下两种微藻种群增长和种间竞争关系的变化。结果发现:(1)在单培养体系中,随着二氧化碳浓度升高,米氏凯伦藻的环境负载能力(K)升高,而对其生长率进入拐点的时间(T_p)、内禀增长率(r)、进入指数增长期(T_(Ep))和静止期的时间(T_(Sp))均无显著性影响;对盐生杜氏藻而言,二氧化碳浓度升高显著降低了盐生杜氏藻的T_p和r值,而对其K、T_(Ep)、T_(Sp)均无显著性影响;(2)在共培养体系中,两种微藻的K值均受到显著抑制,与单培养体系相比差异显著(P0.05);二氧化碳升高改变了两种微藻的竞争关系,微藻之间的竞争表现为向有利于米氏凯伦藻的方向发展。(3)米氏凯伦藻去藻过滤液对盐生杜氏藻产生抑制作用,二氧化碳浓度升高加剧了这种抑制作用。     

鲁西北地区理疗热矿水的形成条件及找矿靶区

鲁西北地区赋存发育碳酸盐岩类裂隙-岩溶型与砂岩类裂隙-孔隙型2种理疗热矿水,碳酸盐岩类裂隙-岩溶型理疗热矿水主要为氟·锶水;砂岩类裂隙-孔隙型理疗热矿水主要为锶水和溴·锶水。根据对理疗热矿水形成条件的分析,研究区内的鲁西地块阳谷-齐河凸起与坳(凹)陷区内的顶部风化壳岩溶发育的基底凸起(潜山)是碳酸盐岩类裂隙-岩溶型理疗热矿水的找矿靶区;华北坳陷区内深大断裂及坳(凹)陷边缘较大断裂附近的次级构造发育区是砂岩类裂隙-孔隙型理疗热矿水的找矿靶区。     

东北多年冻土退化及环境效应研究现状与展望

东北多年冻土属中高纬度多年冻土,对气候变化非常敏感。数据模型模拟表明,21世纪东北多年冻土区气温会持续上升,显著的变暖将导致多年冻土退化。东北多年冻土呈现自南向北的区域性退化趋势,多年冻土区南部表现为南界的北移、融区的扩大和多年冻土的消失,而北部表现为多年冻土下限的上移、活动层厚度增大及地温升高等。多年冻土的退化会导致寒区生态环境的恶化,如兴安落叶松占绝对优势的天然林带锐减,林带北移,沼泽湿地萎缩等。随着多年冻土的迅速退缩和变薄,原多年冻土中蕴藏的碳将释放出来,对气候变化产生积极的正反馈,加速变暖,并影响全球碳循环。多年冻土退化导致其热状态失稳而造成寒区基础设施损坏,并且影响冻土微生物、碳循环、寒区生态和水文等,而它们是区域气候变化的重要因子,也将成为未来多年冻土研究的重点。而这些研究都需要长期的基础数据作支撑,因此需要进一步完善冻土参数监测网络,用模型厘清气候变化与多年冻土退化及其环境效应之间的关系。     

镇赉县土地利用结构调整

基于遥感与GIS进行吉林省镇赉县土地利用现状调查与生态适宜性评价, 通过分析二者差异提出土地利用调整方向及对策, 进一步优化土地利用结构。研究结果显示, 镇赉县宜林地和宜牧地的利用现状主要是盐碱地, 其次为耕地, 很少用于林地与草地; 宜农地和宜农、林、牧地利用格局单一, 耕林草比例不合理; 土地利用结构调整方向为盐碱地治理、退耕还林还草与土地利用格局优化。结合自然环境特点分析, 调整后的土地利用模式有农林复合、林草复合及开发水田等3种, 农、林、牧用地比例接近3∶1∶1, 空间格局交替安排。     

水汽和潜热释放对背风波影响的数值试验

利用中尺度数值模式ARPS进行了理想场的数值模拟,分析研究了水汽和潜热释放对大气层结稳定度的影响以及其在背风波的发展和演变过程中的作用,研究发现,潜热释放对大气层结分布的影响要远大于水汽对大气层结分布的直接影响,如果没有潜热的释放,水汽对背风波的发展和演变的作用非常小,而潜热释放可以使湿层结稳定度急剧下降,迅速破坏原有的层结分布,使这个区域出现非拦截的强烈的垂直运动,波动的崩溃更加迅速和明显。但需要说明的是在试验中,将数值模式里控制潜热释放的参数设为:0、1/2、2的假定情况,则在实际的大气运动过程中是不可能存在的。