水下航行体双空泡相互作用数值模拟研究

高速水下航行体头肩部和表面突起等位置很容易产生空泡,不失一般性,将表面突起结构简化为一定高度的台阶.针对简化的航行体模型,基于数值模拟方法研究了头肩部空泡与台阶处空泡、头肩部空泡与尾空泡2种类型的双空泡相互作用问题.不同的来流攻角下,头肩部空泡与台阶处空泡的作用过程存在区别,可以分为大攻角和小攻角2种类型.当尾空泡内有...     

八岭山古墓群保护区地下水水化学特征及其对古墓的影响

湖北荆州八岭山地下埋藏有特大型、大型及中型古墓560余座,具有极大的历史文化价值,然而长期以来对影响古墓保存条件的地下水水文地球化学特征缺乏深入认识,因此,开展该保护区地下水水位动态监测与分析十分必要。基于水文地质调查、地下水水化学、同位素分析和地球化学模拟,识别了八岭山古墓群保护区地下水水文地球化学特征,揭示了地下环境中主要的水文地球化学过程。结果表明：研究区地下水主要来源于大气降雨,雨水经包气带入渗向下依次补给潜水、潜水-承压水、承压水,潜水-承压水经历了一定程度的蒸发过程;地下水pH值范围为6.50～8.06,总体上为微酸性到弱碱性的水环境条件;水化学类型以Ca-HCO₃型为主,溶解性总固体(total dissolved solids, TDS)含量范围为149.30～608.56 mg/L,离子组分主要来源于水-岩相互作用;硅酸盐岩的风化溶解以及方解石、白云石的溶解-沉淀平衡和离子交换是八岭山古墓群保护区地下水水化学的主要控制过程;垂向渗滤是八岭山古墓群保护区地下水运移和影响古墓葬埋藏条件的一个重要形式,强烈的水-岩相互作用形成的水环境条件可能对古墓葬埋...     

气候系统预测:基础创新和集成应用

随着全球变暖,极端天气气候事件增强,天气气候灾害造成的损失也愈发严重。当前气候预测的准确性远远不能满足社会需要,气候系统预测理论和方法面临着众多挑战性问题。为提档气候预测科学水平和准确率,由南京信息工程大学和中山大学承担的“气候系统预测研究中心”获得国家自然科学基金基础科学中心项目支持(2021年1月—2025年12月)。在该项目执行的前三年,项目团队开展了大量深入系统的研究,并取得了若干重要进展:1)揭示了气候系统的若干关键变化、驱动力和机制;2)剖析了海-陆-冰-气相互作用对我国重大极端气候事件的影响;3)在气候系统数值模式研发和预测系统集成方面取得重要进展;4)发展了延伸期-S2S-年代际的气候系统预测理论和方法。本文对这些进展作了扼要介绍,并针对气候与环境变化归因、古今气候环境研究融合、跨时空气候系统变异和极端气候、人工智能与气候科学、年代际预测和风险应对体系等关键科学问题做了展望。     

关于底侵作用和拆沉作用在南海中的指示意义

南海位于印度板块、欧亚板块和太平洋板块之间,是世界上最大的边缘海。许多学者对其成因模式和动力学机制进行过多方面的探讨,但往往只注重地壳浅部和侧向碰撞的研究,而忽视了深部的壳幔相互作用。从地形地貌、岩石地球化学、地球物理学、岩相古地理学等地质事实出发,论述了南海存在着大规模的底侵作用和拆沉作用,并在前人研究的基础上,建立了简单的以底侵作用和拆沉作用为主的壳幔相互作用模型来模拟南海的形成演化过程,指出底侵作用和拆沉作用是南海形成演化过程中深部的主要推动力,对南海的形成演化有着非常重要的影响。     

横向受迫振荡圆柱低雷诺数绕流问题数值模拟

对雷诺数Re=200的圆柱在均匀来流中横向受迫振荡的问题进行数值模拟分析.通过改变运动圆柱的振荡频率和振幅,分析圆柱所受作用力及圆柱尾流泻涡结构的变化特性,振荡圆柱在非锁定状态和锁定状态下作用力曲线和圆柱尾流泻涡结构的变化情况,以及不同圆柱振荡频率和振幅情况下单个振荡周期内圆柱尾流泻涡结构模式之间的转换特征.     

涌浪对风浪能量影响的实验研究

在实验室风浪水槽中进行纯风浪和混合浪波面位移观测,研究波长较长的规则波对风浪能量的影响.本文用混合浪和纯风浪中的风浪显著波的零阶谱矩之比代表混合浪中的风浪与纯风浪能量之比,并以此表征涌浪对风浪能量的影响.研究了该能量比随涌浪波陡S、风区x、波龄倒数u/C、涌浪频率与纯风浪谱峰频率之比fs/fwp的变化规律.结果表明,涌浪对风浪能量的抑制作用随涌浪波陡的增加、波龄倒数的增大及涌浪频率与纯风浪谱峰频率之比的增大而增强.发现该能量比依赖于无因次量R=(1+80(πS)2)1.9(fs/fwp)0.9(u/C)0.27,并拟合得到2者的经验关系.此外,本文实验还发现,在某些情况下,涌浪的存在使风浪能量增加.     

弱流场调制下的海面微波散射模拟研究

根据海面微波散射的多尺度模型以及波流相互作用理论,对一维弱流场调制下的海面微波散射截面进行了数值模拟。结果表明,利用数值方法直接求解波作用量方程获得的海浪调制谱并结合多尺度模型可以较好地模拟弱流场引起的雷达散射截面的变化。内波等海洋现象调制了海浪谱,使得雷达散射截面反映出这些海洋特征,整个调制过程的模拟对于分析这些海洋现象并更好地利用其雷达数据具有重要意义。     

有害赤潮与原生动物相互作用的研究进展

近年来有害赤潮在全世界频繁爆发,规模也呈逐渐增大的趋势,其对海洋生态系统结构和功能的影响,引起了广泛关注。原生动物是海洋生态系统中微食物环的重要组分,通过其摄食,可以将中型浮游动物难以摄食的有机颗粒、微型浮游植物和微微型浮游生物连接到高级消费者。由于形成有害赤潮的浮游植物大都是细胞较小的微型浮游植物,因此,有害赤潮和原生动物的关系密切。     

Numerical Simulation of Water Level Under Interaction Between Runoff and Estuarine Dynamics in Tidal Reach of the Yangtze River

The Yangtze Estuary, the largest estuary in China, is under an obvious interaction between runoff and astronomical tide. The research on the interaction is very important for the exploitation and utilization of water resources in this area. A horizontal 2D hydrodynamic numerical model is established and verified in the present study with the modeling range from Datong to the Yangtze Estuary. Based on the comparison of high water levels under the interaction between different runoff and estuarine dynamics, s...     

Theoretical Analysis of A Buoyant Jet Interacting with Small Amplitude Waves

A new theoretical solution is presented here for the dynamic characteristics of a buoyant jet due to opposing small amplitude waves.The conservation equations of mass,tangential momentum and vertical momentum are solved by the integral method which encompasses the Gaussian profiles of velocity and density.The action of waves is incorporated into the equations of motion as an external force and a new exact solution is obtained to predict the trajectory,velocity distribution and boundary thickness of the buoyant jet over an arbitrary lateral cross section.It is found that the velocity along the centerline is inversely proportional to the ratio of the momentum of the wave to the buoyant jet.The averaged boundary width varies with the fluctuation of the boundary width,the distance from the orifice and the velocity correction function.Owing to the motion d waves,the fluctuation of the boundary width is proportional to the wave steepness.