Diurnal wind and nonlinear interaction between inertial and tidal currents in the South China Sea during the passage of Typhoon Conson

Diurnal wind （DW） and nonlinear interaction between inertial and tidal currents near the Xisha Islands of the South China Sea （SCS） during the passage of Typhoon Conson （2010） are investigated using observational data and a damped slab model. It is found that the DWs, which are dominated by clockwise wind components, are prominent at our observational site. The DWs increase after the passage of the typhoon from 1 to about 4 m/s, which may be due to the decrease of the sea surface temperature caused by the passage of the typhoon. Kinetic energy spectra and bicoherence methods reveal nonlinear interactions between the inertial currents and the 2MK3 tidal constituent at our observational site. The slab damped model reproduces the inertial currents successfully induced by the total observed winds, and it is shown that the inertial currents induced by DWs are positively proportional to the DWs speed. Even though the observed inertial currents are distinct, the proportion of inertial currents induced by DWs to those induced by the total observed winds is just 0.7%/4% before/after the passage of typhoon. This shows that the inertial currents induced by the DWs are unimportant near the Xisha Islands during the typhoon season.     

现代黄河三角洲钓口叶瓣不良地质现象

根据对钓口三角洲叶瓣体的钻孔、浅地层剖面调查资料,研究了钓口叶瓣体垂向地层结构特点,分析了因其所导致的潜在不良地质现象,如:地面沉降以及不均匀沉降、土体液化、软弱层及底辟、滑坡、差异冲刷,总结了其特征、成因模式及危害。因钓口叶瓣的地层结构特点与现代黄河三角洲整体地层结构特点相似,其所导致的不良地质现象也普遍存在于现代黄河三角洲。该区为埕岛油田所在地,在该区进行工程建设,应对这些可能存在的不良地质现象引起重视。     

福建三沙湾夏季海水溶解氧分布及低氧现象初探

通过2011年对福建三沙湾的水环境质量调查,结合历史资料对海水溶解氧含量和表观耗氧量(AOU)的分布变化情况进行了分析,并对造成低氧的原因进行了探讨。结果表明:三沙湾在8月存在整体性的低氧现象,除东安岛附近的广大海域溶解氧含量均低于5.00mg/L,其中部分海域溶解氧含量仅有4.22~4.23mg/L,导致湾内养殖区部分贝类出现死亡。AOU在河口及养殖区均较高,达2.50mg/L以上。湾内两个典型断面溶解氧垂直分布中,以养殖区为主的西向断面低氧程度较以航道区为主的北向断面严重。溶解氧月际变化分析表明低氧状况发生在夏季,即于6月开始9月结束,年际变化分析表明低氧现象自本世纪开始出现,近年来有所加剧。出现低氧现象的原因与湾内大规模的网箱养殖关系非常密切,此外由于三沙湾初级生产力低,产氧能力弱,使其较其他海湾更容易出现低氧现象。     

无粘性土中桩基水平非线性地基反力系数研究

非线性地基反力系数法是分析近海桩基水平大变形性状的有效途径。针对我国近海广泛分布的粉土和砂土地基,建立了无粘性土中桩基非线性地基反力系数与桩基径向土压力之间的关系,据此基于物理模型试验和现场试验结果获得了粉土和砂土地基反力系数与桩径和桩身变位之间的非线性关系,为桩基水平受力大变形分析提供了简单有效的方法,适用于不同直径桩基的计算,得到了桩基物理模型试验和现场试验结果的验证。     

veKdv方程的若干系数在南海北部的地理分布特征及其季节变化分析

应用中国近海及邻近海域海洋再分析资料(简称CORA)研究南海北部第一模态内波场运动学参数的地理分布特征及其季节变化。首先分析了Brunt-Väisälä频率的统计特征;其次,基于弱非线性变系数扩展Kortewed-de Vries (veKdv)方程模型,计算了它的输入系数,即线性长波相速度,平方和立方非线性系数和频散系数,这些参数可用于定性评估内孤立波传播可能的极性,内孤立波的形态,幅度限制以及传播速度等。分析结果表明,南海北部季节性密度跃层从2月开始出现,最大浮力频率约在20 m。它在6—7月达到最强,自8月开始减弱,在10月消退。另一密度跃层出现在8—11月,最大浮力频率约在80 m,冬季大致在120 m。季节性密度跃层在4—9月十分明显,而8—10月双跃层现象显著,冬季仅出现较弱的第二密度跃层。在1—3月和10—12月海盆深水区最大Brunt-Väisälä频率值要大于陆架浅水区;而在5—9月情况则相反。Brunt-Väisälä频率最大值所在深度随季节变化显著,冬季最深,6—7月则最浅。计算的线性内波相速度、频散系数和幅度放大因子的空间特征主要取决于地形变化;平方(立方)非线性系数与地形关系较小,随季节变化明显,它们主要取决于局地海洋环境特征。通过分析veKdv方程的系数特征,解释了为何在夏季南海北部最容易观测到大振幅内孤立波和在吕宋海峡以东海域难以观测到孤立波的原因。     

冷却剂参数对铣槽喷管低周疲劳寿命的影响

采用有限体积流固耦合计算方法、非线性有限元热结构耦合分析方法和局部应变法研究大面积比铣槽喷管三维再生冷却槽道在循环工作条件下的热结构变形与低周疲劳寿命,并对比分析了冷却剂质量流量与入口温度对铣槽喷管疲劳使用寿命的影响。计算结果表明,铣槽喷管热结构响应呈现复杂的三维效应,应变较大位置主要分布在与肋连接的内衬区域,喷管中部的残余应变量最大;冷却槽道低周疲劳寿命分布和热结构响应基本一致,最小寿命位于喷管中部与肋相连的内衬区域燃气侧;随冷却剂质量流量增加,铣槽喷管低周疲劳寿命不断提高;随冷却剂入口温度增加喷管尾部低周疲劳寿命值不断降低,而喷管中前部的低周疲劳寿命值却不断提高,当冷却剂入口温度为280K左右时,本文的铣槽喷管总体使用寿命达到最大。      

基于图相似性匹配的海水溶解氧辅助评价方法

海水溶解氧评价的正确性对于维护海洋生态系统的稳定性具有重要意义。海水溶解氧数据属于非线性时间序列,可视图方法(时间序列转化为图)是分析这类数据较有效的方法,但仍存在未同时考虑数据的时间演变特性以及变量间相互影响的问题。针对现存问题,本研究提出基于图相似性匹配的海水溶解氧辅助评价方法。首先,同时考虑海温、盐度对海水溶解氧的影响以及数据的不可逆性,提出溶氧温盐-转移概率(dissolved oxygen temperature salinity-transition probability, DOTS-TP)有向可视图方法,实现了多变量时间序列到单变量溶解氧图的转化;然后,在将墨西哥湾溶解氧图作为评价参照的基础上,综合利用图的多层次信息,提出子图节点全局(subtree node global, SNG)图相似性匹配方法,通过计算SNG评价指数实现对海水溶解氧的辅助评价。实验结果表明DOTS-TP有向可视图方法能更准确地表达海水溶解氧信息,SNG图相似性匹配方法适用于所有海水溶解氧数据,并能得出正确的辅助评价结果。     

具有非线性能量阱的双层隔振系统抗冲击分析

近年来,非线性能量阱(NES)以其宽频减振、鲁棒性好等优点被广泛应用于隔振抗冲领域。 针对船舶隔振装置受到冲击载荷作用,建立了具有非线性能量阱的双层隔振系统动力学模型。利用三折线冲击谱来模拟基座受到的冲击波,并通过 Runge-Kutta 法计算系统的瞬态响应。通过能量分析法讨论了非线性刚度、阻尼系数、附加质量对设备的抗冲击效果的影响。计算结果表明：非线性能量阱性能良好,在最优参数范围内,可显著降低设备的冲击能量,控制残余振动。     

强非线性自由表面流的数值模型和应用 大连理工大学

大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室于1986年由国家计委批准筹建,1990年通过国家验收后被批准对国内外开放,1994年、1997年、2003年和2008年四次通过了国家计委委托国家自然科学基金委组织的评估。实验室现有水利工程、土木工程两个一级学科博士点和博士后流动站,其中港口、海岸和近海工程二级学科为国家重点学科和＂211工程＂建设重点学科。实验室有研究与技术人员62人,其中两院院士4人、国家杰出青年基金获得者7人、长江学者奖励计划特聘教授5人、     

波群间相互作用对波高分布的影响

本文研究波群间的相互作用对波高分布的影响。结果表明,波群间的非线性作用会导致波高分布偏离线性条件下的分布。在小波高、中波高范围内,波群间的非线性相互作用会使得波高分布高于线性条件下的分布,在大波高范围内会使得波高分布低于线性条件下的分布;非线性情形下波高分布高于和低于线性情形的转折区域在1.0～1.5倍平均波高处。实验结果与理论结果相符,并引入1个参量以反映波群间非线性作用对波高分布的影响程度,在连续谱情形,该参量相当于谱峰右侧与左侧的面积比。本文结果表明谱形与平均波陡同是影响波高分布的重要因素,在波高分布的研究中,谱形参量应作为被予以考虑的重要参量。