珊瑚礁破碎带附近波浪演化和波生流实验研究

为了研究珊瑚岸礁破碎带附近波浪演化和波生流特性,通过水槽实验对规则波浪作用下珊瑚岸礁上沿礁分布的水位和流速进行了详细的测量。在典型卷破波条件下,测试了礁冠存在与不存在的两种情况。实验结果表明,多重波浪反射作用引起岸礁上形成不完全驻波,而破碎带附近的浅化作用则产生高次谐波,波浪破碎所耗散的波能主要来源于主频波,礁坪上透射波成分中二次谐波与主频波的能量相当;礁冠的存在引起破碎带宽度减小、礁坪上增水变大以及礁坪上各次谐波变小;礁冠不存在时,岸礁上波生流的沿礁分布与平直海岸相似,而礁冠的存在一定程度上阻碍了礁坪上水体向外海的回流。研究成果将丰富和发展珊瑚礁水动力学理论,并为岛礁工程的建设和维护提供一定的理论参考。     

末次盛冰期气候环境基本特征和数值模拟研究进展

末次盛冰期(LGM)是古气候学研究的热门时期之一,很多学者采用不同的研究方法探讨了该时期气候环境变量的特征和变化,尽管各自的侧重点有所不同,某些结论也尚不一致,但是目前初步形成了关于LGM时期的很多共识。针对近20年来不同学者利用重构数据和数值模式模拟等方法对LGM时期开展的研究工作,从物理海洋研究的角度和需求,对LGM时期的地形分布、大气辐射和CO2浓度、海冰和陆地冰川分布、海表面温度以及海洋环流等主要物理要素进行系统描述,总结了LGM时期气候环境的基本特征。结果发现LGM时期海洋表层温度降低,但存在着区域性的温度升高,深海海洋各大洋温度更趋于一致性,冰川受季节性影响较大,主要差别在于北半球,大西洋经向翻转流和南极绕极流的强度仍存在争议。随着LGM时期气候变化研究的深入,关于该时期气候环境基本特征的认识也会继续得以深化和完善,关于过去20年间LGM时期气候要素研究的综述也会对后续数据重构和数值模拟工作具有一定的参考作用。     

振荡流场中近底水平圆柱升力研究

在利用傅氏级数法模拟波、流场中水平圆柱上的升力时，其傅氏系数及初相位的选取是问题的关键。本文进行了近底水平圆柱在振荡流场中的物理模型实验，采用傅氏级数法推求各参数，得到不同Kc数及间隙比（e/D)情况下的各种参数值。实验要素范围Kc数为5－20，Re数为2500－10000，间隙比为0．1－1．0。     

疾病传播输入输出流的时空特征分析——以北京SARS流行为例

为更好揭示传染病流行的个体受感染-发病-就诊-康复的时空过程变化模式以及区域之间的信息流与物质流的传播网络结构特征,基于2002~2003年中国SARS病例数据,选取SARS流行的三个典型空间位置信息:工作单位或住址、发病地点以及报告单位,从感染个体和空间区域两个角度来探索病毒感染扩展的输入与输出传播机制,定义并探讨了北京市SARS传播输入-输出流(In-Out Flow)的概念与流行病学特征.采用空间统计分析方法和网络特征分析方法,探索了北京市外部输入-输出流的高风险时空热点以及网络结构特征,并对北京市内部输入-输出流传播网络的空间自相关性与异质性、时空演化规律以及网络结构特征进行了全面分析.结果表明:(1)外部输入流集中在山西和广东,而外部输出流较为分散,主要是广东以及山东等北部省份,且防控措施重点应分别是SARS爆发的早中期与初期;(2)内部输出病例在整体区域上存在显著正自相关性特征,高危人群集中在20~60岁的医务与民工等中青年人群;(3)市中心区的若干区县是SARS传播高风险热点区域,西北方位市郊是次级高风险区域,而东北方位市郊则相对安全;(4)在内部传播网络中各区县节点存在显著小世界特征且具有信息流和物质流的异质性特征,市郊通州区与昌平区是潜在的高风险热点区域,顺义区与怀柔区等节点承载了极低的物质流和信息流信息,是相对的低风险冷点区域.基于输入-输出流的探索与分析更有助于揭示SARS流行过程中的潜在时空演化特征与规律,可为应急决策与防控措施提供更有效的理论依据.     

电子束流激发的电子声波数值模拟

通过一维静电粒子模拟程序研究了电子束流不稳定性,其中束流电子的温度远大于背景电子的温度.结果发现,所激发的波动主要是电子声波,波动的演化经历了线性增长和非线性饱和两个阶段.在非线性饱和阶段,由于电子声波相速度随频率是变化的,它可以通过非线性相互作用将背景比较冷的电子加速到很高的能量.此外,还研究了束流电子的温度、束流电子和背景电子的相对密度以及束流电子的漂移速度对电子束流不稳定性的影响.

     

五圆柱体结构群绕流特性及互扰效应研究

基于Fluent流体计算平台,运用大涡模拟方法对亚临界雷诺数Re=3900下“X”形排列五圆柱体结构群三维绕流特性进行研究,主要分析来流攻角α与间距比L/D两个关键参数对五圆柱体结构群的尾流区三维涡结构演化与流体力系数的影响,并揭示其内在流动互扰机理。研究表明:来流攻角和间距比的变化对五圆柱体结构群流动控制及互扰效应的影响显著。在小间距比工况下,观察到柱体群间隙区域内流体高速流动的现象,导致五圆柱体之间的互扰作用十分强烈。间隙流对中间圆柱体和下游圆柱体有较强的冲击作用,对其表面的流体力分布特性有显著的影响。另外,大间距比工况下,当α=0°与L/D≥5.0工况时,柱体群尾流效应强于其间隙流效应。当α=22.5°与L/D=7.0时,位于下游与中间处的圆柱体流体绕流特性存在较大差异。而当α=45°与L/D≥6.0时,位于上游与中间处的圆柱体尾流区均会产生正负交替的漩涡结构。     

全球气候变化下海洋环流多尺度演变：联动协同与环境生态效应初探

海洋环流是海洋系统物质能量收支、配置、平衡、维持和变化的关键通道与机制。从全球海洋视角,基于目前海洋环流多变率动力过程与趋势演变的认知,重点综述气候变化下海洋环流的海盆尺度三维联动特征机制、洋际交换与协同、世界大洋经向输运变化以及相关的海洋气候与环境生态效应,依据研究现状和需求,提出研究建议。结果表明：全球一致性变暖路径与进程调控下,受驱动因子的演变与胁迫,海洋环流变化对副热带中高纬地区年际、年代际气候与环境变迁具有突出作用影响,并可产生显著环境生态效应和严重致灾风险。建议加大专精特新观测仪器自主研发,通过国际合作加大中高纬海洋环流多尺度动力过程综合调查的参与度和主导性,增强多学科融合交叉研究力度,有效提升深层次海洋环流变异及动力、环境、生态灾害影响的气候变化综合风险预测预评估和防治能力,为海洋领域能源开发、生态系统保护、气候变化应对与灾害风险治理提供必要的动力学参考。     

从中国目视资料分析1998年狮子座流星雨

本文分析了１９９８ 年狮子座流星雨的一部分中国目视资料。资料启示：１９９８ 年狮子座流星雨来自两股不同组成的流星体颗粒的不均匀混合流。按照这种观点进行了以这些目视资料为基础的计算,从而解释了目视观测与雷达观测所得结果之间的矛盾。     

深水中波浪与弱流对结构物的作用

对于深水中波浪和弱流对三维结构物的作用问题,本文提出了一个适用于高阶边界元应用的新的积分方程.基于小流速下格林函数和速度势的摄动展开,本方法避免了移动脉动源的计算,并将未知量限制在物体表面上,使计算速度大为提高,高阶边界元中的不同类型的柯西主值积分,分别采用间接和直接方法加以计算.     

关于非线性粘性流的一个定常运动问题

流体运动在本质上是非线性的粘性流，直接研壳非线性的粘性流，无论在理论上还是在实践上都具有重要的意义。O．A．лаыженСкая研究了粘性不可压缔流体摩有界区域中作定常运动的如下问题。