Numerical Investigation of Submarine Hydrodynamics and Flow Field in Steady Turn

This paper presents numerical simulations of viscous flow past a submarine model in steady turn by solving the Reynolds-Averaged Navier?Stokes Equations (RANSE) for incompressible, steady flows. The rotating coordinate system was adopted to deal with the rotation problem. The Coriolis force and centrifugal force due to the computation in a body-fixed rotating frame of reference were treated explicitly and added to momentum equations as source terms. Furthermore, velocities of entrances were coded to give the correct magnitude and direction needed. Two turbulence closure models (TCMs), the RNG model with wall functions and curvature correction and the Shear Stress Transport (SST) model without the use of wall functions, but with curvature correction and low-Re correction were introduced, respectively. Take DARPA SUBOFF model as the test case, a series of drift angle varying between 0° and 16° at a Reynolds number of 6.53×106 undergoing rotating arm test simulations were conducted. The computed forces and moment as a function of drift angle during the steady turn are mostly in close agreement with available experimental data. Though the difference between the pressure coefficients around the hull form was observed, they always show the same trend. It was demonstrated that using sufficiently fine grids and advanced turbulence models will lead to accurate prediction of the flow field as well as the forces and moments on the hull.     

海产鱼类中异尖线虫酶消化检测技术的研究与应用

以3种海鱼(牙鲆、狭鳕、鲱鱼)为样本,针对海产品中主要的致病性寄生虫-异尖线虫,开展了酶消化检测技术的研究.根据鱼肉消化前后干物质的质量变化设计了胃蛋白酶消化效率的计算方法,并按照鱼肉:消化液＝1:10 (g/mL)的反应比例,分别确定了酶水解鱼肉的最佳条件为:初始pH值为1.1,温度为37 ℃,酶活力为8 U/mL左右;消化后所得的虫体采用多重PCR方法替代传统的形态学观察进行种属鉴定,从而初步建立了基于酶水解-多重PCR的异尖线虫的酶消化检测体系.实际样本检测表明,该技术可以较为准确、快速地用于海产鱼类中简单异尖线虫(Anisakis simplex)和伪地新线虫(Pseudoterranova decipiens)的确证性检测.     

深海下储油器系统的压力补偿动态特性研究

对深海3 000m液压源储油器,采用兼具压力补偿和体积补偿的胶囊作为其压力补偿器.针对动态运行时可能存在的补偿量不足的问题,提出了储油器系统不失稳时的压力动态补偿设计准则,然后择选一组优化参数设计出储油器系统样机,分别完成在模拟执行元件和环境压力变化时的高压舱下的实验测试,结果表明在两种变工况下储油器内压力均能很好地跟随环境压力的变化,验证了该结构及其设计准则是合理的,为水下液压源储油器系统的压力自平衡设计及可靠运行提供了相应的理论依据和技术支撑.     

波致应力的近似求解及其太平洋特征分析

基于波致应力计算中对海浪谱和波浪增长率公式的敏感性分析,选择适当的波致应力近似求解方法,计算和探讨了太平洋波致应力的时空分布特征。敏感性分析中,选择了4种常用的波浪增长率公式和3种经验解析海浪谱。推导了计算波致应力的单波公式,并将其与JONSWAP谱积分公式和Elfouhaily谱积分公式进行比较,同时使用了由风速和有效波高资料构造的Elfouhaily谱积分公式计算太平洋波致应力。结果表明:Belcher等(1993)的波浪增长率计算公式估算的波致应力与实验数据吻合度较好,同时适用ERA-interim数据;当波龄小于1.2时运用Elfouhaily谱积分公式更合适,当波龄大于1.2时运用单波公式更快速有效;太平洋的波致应力分布与风场之间存在明显的相关性;2009年1月、4月、7月和10月太平洋波致应力的季节性特征分析表明四个季节的西风带波致应力较其他地区都更强盛,而在时间变化上1月和10月为波致应力整体较为强盛的时期。     

2016年夏季南海海盆水体颗粒物粒径分布特征*

颗粒物粒径分布(Particle Size Distribution, PSD)代表了颗粒物浓度与颗粒物粒径之间的关系, 影响着海洋生态环境和水体光学特性等。文章基于2016年夏季航次调查的生物光学剖面数据, 研究了南海海盆海域PSD的分布特征。研究发现, 幂律函数可以较好地拟合南海海盆区域的PSD, 对数空间中的实测的PSD与模拟的PSD平均决定系数高达0.95。PSD斜率(ξ)的分布范围为[1.27, 7.65], 均值为3.93±0.56。南海海盆区域表层水体的ξ均值与全球大洋表层水体的ξ均值相近, 但高于海湾等表层水体的ξ均值。ξ能较好地表征颗粒物平均粒径D_A的大小, 两者存在明显负相关关系, 即ξ值越高, D_A越小; 反之, D_A越大。通过分析T1断面的生物光学剖面数据及总体平均的PSD剖面数据, 发现PSD剖面分布特征如下: 1)表层水体的ξ值相对较高, 且D_A值相对较低, 推测可能是由于微微型藻类为主导颗粒物所致; 2) ξ值极小值层出现在次表层叶绿素浓度极大值层(Subsurface Chlorophyll Maximum Layer, SCML)中, 并伴随D_A极大值层的出现, 其原因可能是SCML中的大粒径浮游植物占比显著增加; 3)弱光层中的ξ值较SCML中的高, 但略低于表层的ξ值, 而D_A则位于表层与SCML的D_A之间, 这可能与浮游植物及其碎屑的絮凝、分解、沉降等过程相关。PSD特征影响着海水的固有光学特性, 分析发现: 由于SCML中的叶绿素浓度增加, 颗粒物散射系数(b_p(532))和颗粒物后向散射系数(b_bp(532))也相应呈现显著增加的趋势。弱光层中的平均b_p(532)与平均b_bp(532)最小。ξ与颗粒物衰减光谱斜率之间呈高分散性, Boss 等(2001b)的模型适合用于粗略估算区域性的ξ分布范围及均值。     

基于扰动观测器的非奇异模糊滑模无人船编队控制

针对含有模型参数不确定性、外界干扰与抖振现象的无人船编队问题,提出了一种基于扰动观测器的非奇异模糊终端滑模编队控制方法。首先,将领航者–跟随者与人工势场法相结合,获得无人船的编队构型并保证无碰撞现象;其次,基于Lyapunov能量函数设计出模糊控制规则,消除了控制器中的抖振问题;进而,提出了一种扰动观测器来补偿未知动态和外界干扰,增强了系统的鲁棒性和稳定性。通过理论分析和仿真结果验证了所提控制方法的有效性。基于所设计的编队控制方法,无人船最终可形成期望的编队构型。     

黄东海间遗传连通性多物种案例分析与启示

黄东海是太平洋重要的边缘海,拥有丰富的海洋生物多样性资源,但在气候变化及人类活动的双重胁迫下,黄东海面临生物多样性衰退等问题,亟需加强保护。保护区网络被认为可有效防止或减缓人类活动和气候变化对生物多样性的负面影响,但连通性作为保护区网络的重要参数却很难直接测量。因此,本研究希望通过梳理已发表的黄东海间遗传连通性文献来揭示黄东海区域内的保护区是否形成网络。通过搜集已发表的137篇文献,共获得175个研究案例。超过半数的案例(65.71%)认为黄东海之间具有显著的遗传分化,这也意味着跨生态区群体间具有较低的遗传连通性。在总结影响因素时发现长江冲淡水、生境异质性、空间距离、进化过程、生活史(较短的浮游幼体期)、洋流等6个因素阻碍了黄东海群体间的遗传连通性,而洋流、生活史(较长的浮游幼体期)等2个因素促进了遗传连通性。进一步分析发现黄东海群体间的遗传连通性与空间距离呈显著的负相关,而与浮游幼体期呈正相关。因此,根据本研究结果,建议未来保护区网络建设应针对黄、东海生态区分别构建网络,在网络设计时应考虑保护对象的扩散能力及保护区间的空间距离。本研究不仅为构建涵盖黄东海的海洋保护区网络提供理论基础,...     

Sensor Calibration in Support for NOAA’s Satellite Mission

Sensor calibration, including its definition, purpose, traceability options, methodology, complexity, and importance, is examined in this paper in the context of supporting NOAA's satellite mission. Common understanding of sensor calibration is essential for the effective communication among sensor vendors, calibration scientists, satellite operators, program managers, and remote sensing data users, who must cooperate to ensure that a nation's strategic investment in a sophisticated operational environmental satellite system serves the nation's interest and enhances the human lives around the world. Examples of calibration activities at NOAA/NESDIS/ORA are selected to further illustrate these concepts and to demonstrate the lessons learned from the past experience.     

中国晚前寒武纪 Pseudogymnosolenidae

<正> 1974年在我国上前寒武系蓟县层型剖面蓟县系雾迷山组下部首次报道了一个新的叠层石群Pseudogymnosolen Liang et Tsao,近数年来在我国许多地区陆续发现该群分子。与此同时,又发现大量的形态上与Pseudogymnosolen具有一定相似性但又有明显区别的新的叠层石群。作者认为原假裸枝叠层石群(相当属)资料十分丰富,已有足够条件提升为超群Pseudogymnosolenidae(相当科)。此超群的叠层石具有固定的柱体形态(表1图2),局部柱体本身是由一系列紧密相连的假柱组成,故它们的分类位置应归于柱-层叠层石大类。但因叠层体微小(柱体直径一般小于1厘米),具较频繁的平行和微散开分叉,它们可以与柱-层叠层石大类的其他叠层石明显区分。     

固化铅污染土的干湿循环耐久性试验研究

在商用高岭土、膨润土与商业黄砂混合物中加入硝酸铅溶液,添加水泥和石灰两种固化剂,采用室内压实制样方法获得固化的铅污染土试样。进行干、湿循环试验,测试固化体的质量损失和无侧限抗压强度等参数随干、湿循环次数的变化规律,评价固化铅污染土的干、湿耐久性。测试结果表明,本试验8种配比的试样都满足干、湿循环的要求;黏土矿物为膨润土的试样干、湿循环耐久性比黏土矿物为高岭土的试样要差;水泥固化土的干、湿循环耐久性要略优于石灰固化土;加入 8 000 mg/kg的铅可略增大土体的抗干、湿循环耐久性。水泥和石灰固化/稳定化重金属污染土时,土体中含水率是保证加固效果的关键参数之一。土体中含水率应能满足固化剂充分水化、水解、火山灰和碳酸化反应之需要。