海洋调查数据的可视化建模及实现方法

科学计算可视化作为新一代的分析工具 ,正在进入物理海洋学领域。文中介绍对海洋调查数据进行可视化的关键问题——数据建模 ,并从分析海洋调查数据的特点出发提出针对海洋研究中可视化建模的原则和有效途径 ,给出相关的实现方法。其中 ,重点讨论局部体样条建模中必须面对的区域分割优化问题 ,引入遗传算法并给出较好的解决方案。     

渤海三维潮流数值模拟

本模型以具有自由面的三维非线性Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｒｏｋｅｓ方程为基本方程，经σ坐标变换得到模式方程。基于过程分裂法，将三维流动中的快过程与慢过程劈开，并对每部分选用适合其物理特性和数值行为的计算格式，然后耦联求解。应用本模型详细计算了渤海的三维潮运动。其中，潮波系统模拟获得理想的结果；采用十层模式计算了Ｍ２潮流，以较高的辨率揭示了潮流的空间结构特征。最后本文给出了三维潮流预报的应用实例。     

Dynmnic Response Analysis for Embedded Large-Cylinder Breakwaters Under Wave Excitation

A numerical model is developed for dynamic analysis of large-cylinder breakwaters embedded in soft soil. In the model, the large cylinder is taken as a rigid body divided into elements and the soft soil is replaced by discrete 3D nonlinear spring-dashpot systems. The numerical model is used to simulate the dynamic response of a large-cylinder breakwater to breaking wave excitation. The effects of the dynamic stress-strain relationship models of the soil, the radius and embedded depth of the cylinder, the nonlinear behaviors of the soil, and the limit strength condition of the soil on the dynamic responses of the large-cylinder structure are investigated with an example given. It is indicated that the above-mentioned factors have significant effects on the dynamic responses of an embedded large cylinder breakwater under breaking wave excitation.     

北部湾三维潮流数值模拟

模型以经Sigma坐标变换后具有自由表面的三维非线性Navier-Stokes方程为基本方程,以分裂算子法剖分动量方程,用全隐差分格式求解连续方程得到自由表面,最后计算完整的速度场.此外,采用紊流封闭模型求解垂直方向紊动粘滞系数,准确获得了摩擦影响层的潮流结构.应用本模型计算了北部湾的潮波运动,重现了K₁、M₂分潮潮波系统并揭示了潮流的空间结构特征.     

中国降水对印度洋海温3—4年周期振荡的响应

用３０年（１９６０～１９８９年）季平均印度洋海温距平资料和中国降水距平资料进行主振荡型分析和伴随相关分析，研究了印度洋海温３～４年时间尺度的主振荡型的时间演变及其对中国降水影响的循环过程，结果表明中国降水低频场的主要响应区域在华中，西南地区以及华北北部一带，它体现了印度洋地区热源异常通过大气内部动力过程激发的低频流型对中国降水年际变化的影响。     

珠江河口西南风强迫下潮流场的数值模拟

采用Backhaus三维斜压模型模拟了均匀西南风场对珠江口近岸海域的影响，并与无风情况作了对比；通过对珠江河口盐度场及风生环流的分析比较，结果表明，模型较为真实地再现了夏季珠江河口的水动力学特性。     

无机碳与雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)细胞调节物质

以单细胞雨生红球藻为材料，采用酸碱滴定和CO2加富通气培养微藻的方法，对旧液中HCO3^-和CO3^2-浓度变化以及对红球藻细胞生长的影响进行了研究。结果表明，旧液具有限制红球藻细胞生长和诱导细胞转化的作用。同时，旧液中无机碳离子浓度明显高于新液。培养液中富含CO3^2-时，各细胞数量与CO3^2-浓度呈正相关，相关系数为0．88。溶液中仅有HCO3^-时，各细胞数与HCO3^-浓度也呈正相关性。因此，排除了CO3^2-和HCO3^-作为旧液中的调节物质，限制红球藻细胞生长和诱导细胞转化的可能性。旧液乙酸乙酯提取物生物检测实验表明，在粗提取物中有降低细胞增长和诱导细胞转化的活性，表明调节物质能溶于有机相，也反过来证实无机碳离子不是旧液中的调节物质。DNA含量和倍性分析结果表明，红球藻游动细胞DNA复制可以加倍后不经过原生质分裂就可以再次进行，因此推测旧液中的调节物质对原生质分裂过程产生抑制作用，而不对DNA复制过程产生抑制作用。     

关于Barban定理的推广

本文将Barban定理中和式形式加以推广,得到关于函数μ(n)的这种和式的估计。     

鮸鱼胚胎发育的研究

研究了人工繁殖时鮸鱼(Miichthys miiuy)胚胎的发育过程。鮸鱼受精卵呈圆球形,浮性,卵径为0.99~1.15 mm,中央大多具有1个油球,少数为2~3个或较多个油球。在水温为24.5~24.7℃,盐度为24的天然海水中,鮸鱼胚胎发育历时约21h 48 min孵化出膜。整个胚胎发育分为5个阶段,共21个发育期。     

北部湾三维风生流及密度流模拟

将Casulli差分格式引入三维物理海洋模型计算，模拟了北部湾风生流及密度流。模拟结果表明，夏季西南季风在北部湾导致一个顺时针环流，夏季海水密度梯度导致一个逆时针方向的环流，密度流明显强于风生流；冬季东北寒潮导致一个逆时针环流。模拟结果不支持北部湾夏季为一顺时针环流、冬季为逆时针环流的传统结论，而支持终年为逆时针环流的观点。