提高多波束测量有效条幅覆盖宽度的方法研究

随着海洋科技的发展,声学技术在海洋仪器上的应用越来越广泛,多波束测深系统就是声学技术应用的一个范例.多波束测量中有效条幅的覆盖宽度对于调查船只和单位都有重要的意义.在调查中,应尽可能提高有效条幅覆盖宽度.通过多波束系统测深所应用的两大理论(波束形成理论、声纳方程)着手,详细分析了影响多波束测量有效条幅覆盖宽度的船速、海况、发射阵列等因素,提出了提高多波束测量有效条幅覆盖宽度的几点建议.     

Rossby waves with linear topography in barotropic fluids

Rossby waves are the most important waves in the atmosphere and ocean, and are parts of a large-scale system in fluid. The theory and observation show that, they satisfy quasi-geostrophic and quasi-static equilibrium approximations. In this paper, solitary Rossby waves induced by linear topography in barotropic fluids with a shear flow are studied. In order to simplify the problem, the topography is taken as a linear function of latitude variable y, then employing a weakly nonlinear method and a perturbation method, a KdV （Korteweg-de Vries） equation describing evolution of the amplitude of solitary Rossby waves induced by linear topography is derived. The results show that the variation of linear topography can induce the solitary Rossby waves in barotropic fluids with a shear flow, and extend the classical geophysical theory of fluid dynamics.     

完全非线性波浪破碎模型沿岸流数值模拟

探讨一种基于完全非线性Boussinesq方程的波浪破碎模型在沿岸流计算中的应用问题。针对控制方程中的完全非线性项对沿岸流成长过程的影响进行了深入讨论。数学模型计算结果表明,完全非线性项有使平均流局部化的作用;通过数模实验还发现,垂向高阶涡度项可以有效抑制破波区外回流;运用Visser的实验室沿岸流实测资料从沿岸流速度、波高和平均水位几方面对所提模型进行了验证,并给出了紊动参数的计算结果。     

局部微分求积法的深水包络孤立波数值模拟

利用局部微分求积法(LDQ)对非线性薛定谔(Schr dinger)方程进行数值求解,分别模拟了单深水孤立波运动,同向双深水孤立波追赶碰撞耦合运动,高阶孤立波振动和孤立波的反射与透射现象,得到各情况下的数值结果。从数值模拟及图像中揭示非线性薛定谔方程的性质和特点,阐述深水孤立波形成的物理意义、运动方式和运动规律,分析在不同初值条件下波形的变化特点,验证了LDQ法对该类问题的有效性。     

基于扩散滤波的多尺度三维变分研究

将扩散方程引入三维变分分析,揭示了传统3D-VAR不能有效提取多尺度观测信息的根本原因,即观测导致的目标函数梯度在空间的不连续分布.将扩散滤波融入基于梯度的最优化算法,发展了基于扩散滤波的多尺度3D-VAR.海表面温度数据同化试验结果表明,新方法可从长波至短波有效地提取多尺度的观测信息.     

夏季长江冲淡水转向机制分析

利用 1 95 9,1 975 - 1 982年及 1 998年夏季各月黄、东海盐度分布和相应风场资料 ,分析讨论了长江冲淡水夏季的扩展路径。指出 :除海底坡降外 ,由 S向的苏北沿岸流和 N,NE向的浙东沿岸流及台湾暖流构成的“力偶”,是使冲淡水向左扭转的重要外力之一。用近岸均质模型和远岸双层模型的涡度方程定性讨论了冲淡水的转向机制     

Stokes波的谱特性分析

应用理论推导及数值计算方法，对Stokes随机波的谱特性进行了分析。首先将波面方程，海水质点水平速度用一阶波面分量的非线性组合表示，应用平稳随机高阶短的降阶计算法则，得到了波面方程及海水质点水平速度与一阶波面分量的自相关函数之间的关系，从而确定了Stokes随机波浪的波浪谱密度及海水质点水平速度和加速度谱密度，进而求得有关波浪要素的均方根值。文章还应有数值计算方法，分析了波浪基本参数对均方根值的影响。     

夏季长江冲淡水转向机制分析

利用1959，1975－1982年及1998年夏季各月黄、东海盐度分布和相应风场资料，分析讨论了长江冲淡水夏季的扩展路径。指出：除海底坡降外，由S向的苏北沿岸流和N，NE向的渐东沿岸流及台湾暖流构成的“力偶”，是使冲淡水向左扭转的重要外力之一。用近岸均质模型和远岸双层模型的涡度方程定性讨论了冲淡水的转向机制。     

青岛海陆风三维结构的数值模拟

本文采用 1个陡地形影响修正的三维中尺度流体静力的气象学模式 ,对青岛地区海陆风的日变化规律和三维结构进行了较细致的分析。结果显示 ,青岛有多支海陆风存在 ,且每支海陆风出现的时间、强度和向内陆伸展的距离有很大的不同。这其中沿岸山地的机械和热力作用扮演着重要的角色。在观测站 ,模拟结果和实测资料等方面有较好的一致性。     

礁坪上波浪传播的数值模拟

本文基于具备间断捕捉能力的二阶全非线性Boussinesq数值模型,对规则波和随机波在礁坪地形上的传播变形进行了数值模拟。该模型采用高阶有限体积法和有限差分方法求解守恒格式的控制方程,将波浪破碎视为间断,同时采用静态重构技术处理了海岸动边界问题。重点针对礁坪上波浪传播过程中的波高空间分布和沿程衰减,礁坪上的平均水位变化,以及波浪能量频谱的移动和空间差异等典型水动力现象开展数值计算。将数值结果与实验结果对比,两者吻合情况良好,验证了模型具有良好的稳定性,具备模拟破碎波浪和海-岸动边界的能力,能较为准确地模拟波浪在礁坪地形上的传播过程中发生的各种水动力现象。