三维潮流和潮流输沙问题的一种混合数值模拟及其应用

应用一种平面迎风有限元与垂向隐式有限差分相结合的数值计算方法建立了三维潮流和潮流输沙数学模型,并分别与相应的理论公式进行了对比验证.将建立的模型对广西廉州湾水域进行了计算,与实测资料的对比分析表明模型的计算结果符合实际.     

海洋声学测温及声层析法

海洋声层析法作为检测海洋内部变化一有力手段，正面临着海洋声学大尺度观测新挑战。本文就海洋声传播的绝热近似；声传播时间的非线性偏移；声速剖面的线性及非线性反演等与声学大尺度观测相关的一些水声学问题的发展现状及存在问题等进行了综述性论述。文中还介绍了赫德岛预演实验等利用声层析法观测海洋内部变化的一些具体应用例     

烟台、威海南部近岸海域物理自净能力研究——Ⅱ.拉格朗日余流模型

在该海域潮流计算的基础上,利用有限元法建立了二维的拉格朗日余流模型,得出了威海及烟台南部海域的拉格朗日余流分布。跟踪了文登、乳山、海阳、莱阳近岸主要排污口的污水输运轨迹,为沿岸县市污水排放的选址提供理论依据。     

桑沟湾海域的潮流数值计算

利用有限差分法,模拟了桑沟湾海域大潮期间小海大坝未打开与小海大坝打开后的潮流场。指出小海大坝打开后对桑沟湾的流场没有影响,只有小海入口处余流值增大。并根据实测资料分析了该湾的潮汐潮流性质。     

连云港近岸海域物理自净能力研究及水质预测——Ⅰ.西大堤工程对潮流场的影响

采用有限差分解法,建立了连云港近岸海域二维固定边界和变边界潮流数值模型。分别对现状流场和西大堤建成后的流场进行计算和预测。得出了潮波图,潮流椭圆图,最大流速分布和不同时刻的流场图,计算结果与实测值吻合良好。     

基于卫星遥感数据的全球表层流场反演重构

利用2000—2008年的卫星高度计资料和QuikSCAT风场资料,反演了全球的海表的地转流和Ekman流,将两者合成后生成了0.5°×0.5°的逐周全球表层流产品。在计算Ekman流的时候,引入了权重函数,改进了Lagerloef方法中Ekman流在25°S和25°N上的不连续问题。分析表明:卫星资料反演的流产品能够反映出海表流场的特征,将其分别与TAO观测和SCUD流产品进行定量化的比较显示,所得流产品具有较高的反演精度和可信度,说明改进的方法是有效的。     

辽东湾西部海域潮流特征

根据2009年9月在辽东湾获取的3个站位的25 h连续定点海流观测资料进行准调和分析,计算了3个站位6个主要分潮O1、K1、M2、S2、M4、MS4的北、东分量潮流调和常数,并给出了各测站在各层的潮流椭圆要素。计算结果表明:该海区潮流属于正规半日潮流性质,主要呈NE-SW向往复式运动,最大可能流速介于70~120 cm/s之间,流速总体上由表至底逐渐减小。对于O1、K1、M2、S2这4个主要分潮流,北分量基本上大于东分量,底层普遍较表层先转流,最大流速发生时间亦是底层较表层提前,浅水分潮在总海流中占的份额都很小。     

Experimental Study on Hydrodynamic Characteristics of Vertical-Axis Floating Tidal Current Energy Power Generation Device

To study the characteristics of attenuation, hydrostatic towage and wave response of the vertical-axis floating tidal current energy power generation device (VAFTCEPGD), a prototype is designed and experiment is carried out in the towing tank. Free decay is conducted to obtain attenuation characteristics of the VAFTCEPGD, and characteristics of mooring forces and motion response, floating condition, especially the lateral displacement of the VAFTCEPGD are obtained from the towing in still water. Tension response of the #1 mooring line and vibration characteristics of the VAFTCEPGD in regular waves as well as in level 4 irregular wave sea state with the current velocity of 0.6 m/s. The results can be reference for theoretical study and engineering applications related to VAFTCEPGD.     

潮流能水轮机仿真及尾流场分析

为了研究潮流能水轮机尾流场的变化规律,本文在水平轴水轮机现有理论基础上,采用计算流体力学技术建立了数值模型,计算了水轮机的功率特性,进行了网格独立性验证,比较了模型中旋转区域不同对结果的影响。仿真结果与试验结果进行了对比分析,验证了数值模型的有效性。研究了全工况下尾流场速度衰减随尖速比和距离变化的规律,结果显示在小尖速比下尾流场速度恢复情况相对大尖速比下较好;靠近水轮机轮毂中心线位置处,衰减相对较大。研究建议水轮机在同等功率表现下尽量选择在小尖速比下工作,水轮机组在实际排列时避免采用成列布置,水轮机设计阶段应综合考虑功率特性和尾流场衰减。本文研究内容可以为潮流能水轮机的研究以及阵列式应用提供参考。