Hydrodynamic performance of a T-shaped floating breakwater

The comprehensive utilization of floating breakwaters, specially acting as a supporting structure for offshore marine renewable energy explorations, has received more and more attention recently. Based on linear water-wave theory, the hydrodynamic performance of a T-shaped floating breakwater is semi-analytically investigated through the matched eigenfunction expansion method (MEEM). Auxiliary functions, to speed up the convergence and improve the accuracy in the numerical computations, are introduced to represent the singular behavior of fluid field near the lower salient corners of the structure. The effects of the height and installation position of the vertical screen on the reflection and transmission coefficients, dynamic response and wave forces are examined. It is found that the presence of the screen shifts the resonance frequency of RAO for both surge and pitch modes to the low-frequency area, while has no effect on heave mode. The identical added masses, damping and transmission coefficients can be obtained in the cases where the screen holds the same distance away from the longitudinal central axis of the upper box-type structure. Moreover, a relatively small pitch response can be achieved in a wide wave–frequency range, when the breakwater is Γ-shaped.     

Hydrodynamic Tidal Model of the Persian Gulf Based on Spatially Variable Bed Friction Coefficient

The aim of this study is to develop a two-dimensional hydrodynamic tidal model for the Persian Gulf (PG2017) using 2D-MIKE21 software. The advantages of present study is accounting for the spatial variation of bed friction coefficient besides a precise bathymetry together with a 23-year of combined records of satellite altimetry data. We found that the bed friction coefficient has a significant effect on sea level changes in the region under our modeling consideration. Since the tidal behavior in the northern part of the Qeshm Island is significantly different from the other parts of the Persian Gulf, to present a more accurate hydrodynamic tidal model, the Gulf is divided into two regions where the bed friction coefficient is modeled separately for each region. The root mean square value of the differences between the amplitude of dominant constituents; M2, S2, K1, and O1 derived from the PG2017 model and that of 98 altimetry and coastal tide gauge stations are respectively equal to 1.6, 1.9, 2.8, and 1.3?cm. Moreover, comparing the PG2017 model efficiency with the FES2014, OSU12, EOT11a, DTU10, and Admiralty models shows that the PG2017 model has an improvement of 22.1%, 47.2%, 43.2%, 44.2%, and 57.6% in terms of relative error, respectively.     

Ekman模型时间变化风应力系数的伴随参数估计

本文基于时间分布参数设置,利用伴随同化方法,反演了Ekman模型中随时间变化的风应力拖曳系数,并在孪生实验和实际实验中对该方法进行了验证。在孪生实验中,研究了参数反演结果对不同影响因素的响应,包括:风速分布、风应力系数分布、风应力系数初始猜测值、风应力系数独立变量个数、观测数据误差和观测的深度。孪生实验结果验证了伴随同化方法反演Ekman模型中时变风应力系数的有效性,具体包括如下五个方面结论:1)不同风速分布下均能成功反演出不同风应力拖曳系数分布; 2)反演结果对初始猜测值较为敏感,风应力系数初始猜测值越接近给定值,反演结果越好;3)风应力系数独立点个数的选取会显著影响反演结果,合理的选择有利于提高反演效率及减小观测数据误差;4)观测误差能够影响反演结果,观测数据误差在20%以下时能取得合理的反演结果; 5)反演结果对观测数据的表层和次表层流速更为敏感,这是由Ekman流的物理性质决定的。实际实验,利用百慕大锚系试验平台的风速和流速数据,去除周期性潮流和地转流成分后得到Ekman流成分,并作为观测输入到该同化模型,反演出了适用于该区域和该时段的随时间变化的风应力系数。通过比较模拟流速和观测流速,证明利用伴随同化方法能从实测数据中反演出合理的时变风应力系数,对于海洋模型风应力系数的确定是一项有益的尝试。     

不同开口比人工鱼礁体水动力特性及礁体稳定性研究

为研究方型人工鱼礁体开口比的变化对其水动力特性的影响,利用Fluent软件模拟了边长为3m、开口比为0～0.6之间7种不同方型鱼礁体周围水流场,通过分析水流场变化规律得到了礁体流场效应、阻力系数随开口比的变化情况;基于Morison方程计算了礁体在波流作用下的受力及其抗滑移、抗倾覆安全系数。研究结果表明:当礁体开口比小于0.2时,背涡区范围较大,流场效应明显;随着开口比的增大,礁体产生的上升流范围及竖直向最大速度分量逐渐减小;对于方形开口礁体,阻力系数与开口比的关系式为Cd=0.875φ+1.088(R2=0.963,P<0.01);随着开口比的增大,礁体所受最大波流作用力、抗滑移及抗倾覆安全系数逐渐减小,但礁体不会发生滑移和倾覆,可为实际礁体结构的设计提供参考。     

大气折光系数测定及在悬索桥基准索股线形测量中的应用

大跨度悬索桥基准索股跨中位置处于百米高空,如何测得精确的垂度值,对主缆线形进行控制至关重要。本文分析了影响悬索桥基准索股垂度测量精度的主要因素,提出了基于实时大气折光系数改正的单向三角高程的跨中垂度测量新方法。在桥址区建立高精度的高差基准,通过对桥址区的大气折光系数的测定及改正试验,证明该测量方法切实可行。基准索股跨中垂度采用双测站进行测量,当双测站所测同一点绝对垂度互差小于10 mm时,取双测站所测垂度均值作为该点的垂度值。该方法的测量结果达到设计精度要求,对同类工程测量项目有借鉴意义。     

偏振激光雷达探测大气—水体光学参数廓线

激光雷达在上层水体垂直廓线的遥感中展现出巨大优势。本文研制了一套高垂直分辨率的实时探测偏振激光雷达,提出了一种基于偏振激光雷达回波信号的反演算法,采用Fernald理论和多次散射原理反演非均匀大气—水体的衰减和退偏光学产品,以高效稳定地处理偏振激光雷达实验数据。展示了一个中国内陆水体激光雷达探测实例,观测到了两次气溶胶积聚现象和一次水体浑浊现象。对实验数据的分析表明,退偏比主要由前向多次散射和后向单次散射产生的退偏两部分组成。当多次散射强度较大时,退偏比的变化主要取决于多次前向散射退偏;反之,则主要依赖于单次后向散射退偏。     

阻尼器连接填充墙在柔性框架结构中的应用研究

阻尼器连接填充墙采用黏滞阻尼器与主体框架结构连接,是一种新型填充墙与框架的柔性连接方式,能满足柔性框架结构的大变形需求.为使得阻尼器连接填充墙达到最优的力学性能,结构布置和构件力学参数的选择十分重要,采用有限元软件ABAQUS分别建立了柔性钢框架结构和阻尼器连接填充墙-框架结构的有限元模型,考察不同阻尼系数阻尼器连接填...     

微波照射下火成岩升温特性和升温预测模型研究

微波辅助破岩可有效降低刀具磨损,提高破岩效率,具有广阔的发展前景.文章选取了10种火成岩进行微波加热试验,发现岩石的升温速率主要与岩石所含矿物的种类、含量,及岩石中的Fe元素含量有关.岩石所含矿物越敏感、含量越多,岩石中的Fe元素含量越大时,其升温速率越高.整体而言,火成岩中基性岩的升温速率最高、中性岩次之、酸性岩最低...     

冬小麦蒸腾速率在不同土壤水分条件下的修正

为找到不同土壤含水量对蒸腾速率的影响程度,通过对L1-6200便携式作物生理测定仪在不同土壤水分处理下的蒸腾速率观测值与气象条件计算得出的理论值进行比较,确定不同土壤水分条件下的蒸腾速率修正系数.分析发现:①在不同的土壤含水量下,未考虑修正系数的情况时,土壤含水量越小,理论计算误差越大;土壤含水量越大,理论计算误差越小.②土壤含水量小时蒸腾速率计算值的修正系数大,而土壤含水量偏大时修正系数小.③考虑修正系数后,计算误差显著减小,除了土壤含水量为14.89％稍有偏差外,其它土壤含水量状态下的理论计算值非常接近实际观测值.同时验证了不同土壤水分下的修正系数足显著的.     

基于克里格法刻画砂岩型铀矿U、Ra和U-Ra平衡系数垂向分布规律——以二连盆地芒来铀矿床为例

砂岩型铀矿是绿色经济可采的重要能源矿种,目前是世界上重要的铀矿勘探类型之一。二连盆地芒来铀矿床、鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床铀矿体多呈板状产出,板状铀矿体成因备受关注。为研究砂岩型铀矿内部U、Ra和铀镭平衡系数（Kp）分布的垂向分布规律,本文以二连盆地芒来铀矿床为例,采用具有网格精度高优点的克里格插值法研究U、Ra和Kp垂向分布规律,分别利用放射性样品分析数据和定量伽马测井五点式反褶积法反演U含量数据,通过克里格法精细刻画砂岩型矿体中U、Ra和Kp分布的垂向分布规律。研究发现,该矿床板状矿体内部具有卷状的特征,Kp分布形态可以用来判断含氧含铀水的运移方向以及氧化强弱。该方法对研究铀矿体形态、铀矿成矿规律和后续地浸开采具有重要意义。