末次冰盛期以来冲绳海槽古海洋环境研究进展

冲绳海槽处于东海与西太平洋边缘的交界处,不仅对全球气候变化响应敏感,其环境变化也影响着东亚边缘海,乃至东亚大陆的环境,是研究古海洋环境的理想区域。该区域的古海洋环境研究多集中于末次冰盛期以来,因此本文以冲绳海槽为主体,总结了该区域末次冰盛期以来古海洋环境变化的相关研究,主要包括3个方面：古海平面、温度和盐度等;沉积物来源及其演化;黑潮及其对海洋环境的影响。该区域末次冰盛期以来的环境变化可大致分为,主要由海平面控制为主的末次冰盛期-早全新世和由黑潮、季风等因素控制的早全新世-现代两个主要的阶段。沉积物主要来自古黄河、长江、日本、台湾岛以及火山喷发物质等,但不同区域、不同时间的物质来源存在差异。另外,黑潮是该区域最主要的海流,其路径和强度末次冰盛期以来经历多次变化,并对其他海洋环境要素产生重大的影响。综合上述研究,提出未来应该系统建立冲绳海槽海洋环境演化历史、加强黑潮对周边流系的影响和陆源物质源-汇过程的系统研究。

     

参证流域灰色系统优选理论模型及应用

在定性分析与定量研究相结合的基础上,提出了水文参证流域灰色系统优选理论模型。实例表明,这种模型比较合理,对水文参证流域的优选有一定的意义。     

法向承力锚(VLA)--一种适用于深海工程的新型系泊基础

深水系泊基础是深水系泊系统的重要组成,随着海洋油气资源开发的加速发展,深水系泊系统的关键技术成为国际海洋油气资源开发的重要研究领域.法向承力锚（VLA）是一种崭新的适用于深海油气资源开发的系泊基础形式,论文对其应用、性能特点、工作原理、安装与回收以及计算分析方法等进行了全面介绍,以期对科研人员进一步认识深水系泊系统的关键技术有所帮助,并对国内深水系泊系统的研发起到一定的借鉴作用.     

上海市常住人口增长趋势研究院基于劳动年龄人口的情景模拟

国内外大城市的快速发展很大程度上依赖于劳动力的充分供给,制定合适的人口发展战略及政策至关重要。本文基于队列要素法,以劳动年龄人口规模作为重要变量对上海市人口规模进行情景模拟,依据结果对上海市未来常住人口发展趋势进行判断。结果显示,外来劳动年龄人口对上海市未来发展有重要支撑作用,上海应该给予外来迁入人口更多的关注和肯定,而不是盲目地限制;同时,判定上海市2040年常住人口规模将增长到3000万～3870万之间。本方法可以广泛应用于与上海具有相似人口年龄结构和人口规模变化趋势的大型城市和特大型城市,对中小型城市的人口规模模拟和政策制定也具有一定的参考意义。     

红树植物角果木属的分子系统发育研究

运用PCR产物直接测序法测定了红树科(Rhizophoraceae)角果木属(Ceriops)5个物种24个个体加上外类群木榄共125个序列,包括rpl20-rps12,atpB-rbcL,trnL intron,trnL-trnF,trnT(UGU)-trnL(UAA)共5段叶绿体非编码区,序列总长度为2716 bp。基于以上合并序列,采用最大简约法、贝叶斯法和邻接法所构建的系统发育树呈现出高度一致的系统发育关系,结果显示:角果木属包含两个大的分支:(1)角果木C.tagal和澳洲角果木C.australis构成一个分支;(2)十雄角果木复合体内的3个物种(十雄角果木C.decandra、齐氏角果木C.zippeliana和拟十雄角果木C.pseudodecandra)组成另一分支,其中齐氏角果木和拟十雄角果木为姊妹种,该分支3个物种相互之间的遗传距离均显著大于传统物种角果木和澳洲角果木之间的遗传距离,并且每个物种的单系性在系统树上均得到强烈支持。研究结果支持了Sheue在最近研究中关于该属物种地位的处理,进一步探讨了角果木属系统发育关系与该属生物地理分布模式之间的相关性。     

聚酯系缆损伤对绷紧式系泊系统动力响应影响的数值分析

由于聚酯缆绳具备优异的力学性能,促使以其为主体系缆的绷紧式系泊系统得以广泛应用和发展。但聚酯系缆具有复杂的黏弹性和黏塑性,且由于在安装和使用过程中可能产生不同程度的损伤,使得聚酯系缆的动刚度特性发生演变,从而对系泊系统的动力响应产生直接影响。以一系泊于1 020 m水深的Spar平台为例,运用ABAQUS软件建立了由聚酯缆绳组成的系泊系统有限元模型,并利用ABAQUS子程序将损伤缆绳动刚度经验公式进行导入计算,以更好地反映系缆真实的动刚度变化。基于该有限元模型,计算了在相同水流、波浪工况下,不同损伤度、不同损伤系缆的系缆张力历程和平台的横荡、纵荡位移响应,分析了不同损伤度、不同损伤系缆对系缆张力及平台位移的影响。这些成果对把握绷紧式系泊系统在聚酯系缆有损伤情况下的非线性动力响应及其安全应用具有重要的参考价值。     

损伤聚酯纤维系缆动刚度特性实验研究

系泊系统设计和分析是深海油气开发平台的关键问题,对于采用合成纤维系缆的绷紧式系泊系统,由于材料属性和安装、使用等因素可能造成缆绳不同程度的损伤,因此有必要研究损伤缆在复杂海况下的非线性动力特性尤其是动刚度演变规律。采用合成纤维系缆循环加载实验系统,对6 mm和8 mm的聚酯(polyester)缆绳试样进行实验研究。引入损伤度指标衡量缆绳的损伤程度,通过剪切股纱减小缆绳的有效承载面积以制造损伤,分别考察了损伤度、平均载荷、应变幅值和循环周次对缆绳动刚度的影响。通过量纲分析得到损伤缆动刚度相似准则,在此基础上分析实验数据获得考虑各主要影响因素的动刚度演变经验公式。这些工作为今后更为复杂的全尺寸损伤缆绳的动刚度研究奠定了基础。     

深水系泊高强聚乙烯缆绳的蠕变及破断实验研究

相对于同一破断强度的聚酯(polyester)缆绳,高强聚乙烯(HMPE)缆绳具有更高的刚度、更小的自重和直径、更易运输和安装的优点,因此高强聚乙烯缆绳被引入到系泊系统以替代聚酯缆绳。然而高强聚乙烯缆绳又存在易发生蠕变甚至蠕变破断的不利因素,研究其蠕变和蠕变破断的力学特性就显得尤为迫切。首先设计了合成纤维缆绳实验系统,对HMPE子股缆绳开展了系统的蠕变和蠕变破断实验。基于实验数据,分析了HMPE子缆的蠕变和蠕变破断特性;通过调研HMPE试样的蠕变实验数据,提出了HMPE考虑温度和载荷影响的HMPE纱线蠕变率经验公式,采用该经验公式并结合已有的缆绳比尺换算关系,可以推算出HMPE缆绳的蠕变率;此外,基于所获得的蠕变破断实验数据,提出了HMPE缆绳在定常载荷下的蠕变寿命经验公式。这些成果对HMPE缆绳应用于深水绷紧式系泊系统具有重要意义。     

拖曳锚在海床中运动特性的大变形有限元分析

拖曳锚由于其承载性能和深水中便于安装被广泛应用于海洋工程系泊系统中,如:适用于悬链式系泊系统的传统拖曳锚和适用于绷紧式系泊系统的法向承力锚。拖曳锚安装过程中涉及诸多运动特性:锚板运动方向、系缆点处拖曳力和拖曳角及运动轨迹。基于大变形有限元分析技术耦合的欧拉-拉格朗日法,并引入缆绳方程,建立起锚-缆绳-海床土耦合作用的有限元分析模型;模拟了拖曳锚在均质和线性强度黏土中的嵌入安装过程,研究了锚板运动方向、系缆点处拖曳力和拖曳角及运动轨迹等运动特性;通过与已有的有限元分析方法及理论方法进行对比,验证了该分析模型的有效性;与已有的有限元分析方法相比,提出的分析模型有效地提高了计算效率。