利用PETSc和FEPG编制海啸数值模拟程序的研究

海啸的数值模拟是海啸研究的一个重要领域, 它对于帮助理解海啸的基本物理特性和预防减灾具有重要意义。 海啸数值模拟程序的编制是一项繁杂的工作, 该文介绍了利用两种功能强大的通用软件(PETSc和FEPG)来进行海啸数值模拟程序编写的研究。 PETSc和FEPG采用有限差分、 有限元、 有限体积等多种离散方法, 可以对数值问题给出稳定的求解。 该文采用了直角坐标系下的非线性浅水波方程作为海啸波传播的控制方程进行离散求解, 并将其结果与TUNAMI N1模型进行了比较, 表明这两种方法方便而且有效。     

Nonlinear coupled analysis of a single point mooring system

Coupled effects on a single point mooring(SPM) system subjected to the combined action of wind,waves and current are studied in this paper. Due to the complicatedness of the sea state and the huge size of the vessel,physical experimental study is both time consuming and uneconomical,whereas the numerical study is cost-effective and DNV software provides powerful SESAM software in solving the issues. This paper focuses on the modeling process of the SPM system,catenary equilibrium calculation,static analysis of the vessel in three different scenarios,and dynamic response simulation of the SPM system under environmental excitations. The three scenarios in study are as follows:the SPM is under the combined function of(a) wind,waves and current,(b) wind and waves,(c) current and waves. They are so set that one can compare the contributions of different types of loads in both static and dynamic studies. Numerical study shows that wind and current are the two major factors contributing to the mooring line tension,and surge and sway are the two dominant motions of the moored vessel subjected to environmental excitations.     

打入桩的非线性侧向振动

针对工程实践中出现的问题,将打入桩的自由段简化为入土端嵌固、锤击端简支的压杆模型,建立桩的振动微分方程,研究锤击轴向力对桩振动频率的影响,并对比锤击初阶频率与桩振动基频的关系得出锤击作用引起柔性桩共振的规律,提出了避开共振影响范围,解决现场工程问题的方法.     

美国Landers地震和Hector Mine地震前震源机制与主震机制一致现象的研究

100多年来,地震学家一直在寻求预测地震的方法,然而目前还没有一种可靠的方法用于实际(Geller 1997).由于地震预测在防震减灾方面的重要性,很多科学家致力于各种方法的尝试.如crampin等(2002 在冰岛坚持利用S波分裂进行长期的地震预测研究,Gao et al.     

如何避免酸雨观测的数据失真

针对日常酸雨观测中容易引起观测数据失真的问题,指出避免的工作要点。     

南边界强迫的非线性临界层与副高的形成、维持和振荡

用非线性准地转正压涡度方程模式，在南边界取定常强迫波，采用４种方案模拟了非线性临界层及其上激发的Ｋｅｌｖｉｎ猫眼，以确定热带的定常强迫对副高的形成、维持和振荡的影响。结果表明，南边界定常强迫仍在非线性临界层内激发行星尺度的准定常反气旋的Ｋｅｌｖｉｎ猫眼流场，猫眼的移动、强度和形状变化与夏季副高比较相似．而北边界定常强迫所得结果与夏季副高差异较大。因此，南边界所激发的非线性临界层上的Ｋｅｌｖｉｎ猫眼可能是夏季副高形成、维持和振荡的一种更为重要的新物理机制。文中还提出准定常行星波穿越副热带的非线性临界层的物理机制。     

任意荷载下欠固结地基的非线性一维固结

根据Gibson得到的固相坐标z下的非线性固结控制方程,运用Laplace变换求解了在任意荷载作用下的单层饱水欠固结地基一维非线性变形问题;通过Laplace逆变换,求得单层饱水欠固结地基在任意荷载作用下的一维非线性固结解。结合单层地基在几种常见荷载作用下固结变形的算例,对解进行了探讨,揭示了任意变荷载作用下单层饱和软粘土欠固结地基一维非线性固结的特性,得到了一些可用于指导工程实践的有益结论。     

地质异常的奇异性度量与隐伏源致矿异常识别

以个旧锡多金属矿床为例,研究了致矿地质异常的非线性特征.从异常地质事件和成矿作用的奇异性出发,定量分析了地质异常的奇异性、不连续性、非平稳性、混沌性、自相似性、临界性等非线性特征.在此基础上,详细介绍了局部奇异性分析原理和方法,论述了奇异性指数对隐伏源异常的识别能力.结果表明,奇异性分析方法在个旧地区水系沉积物地球化学数据处理和隐伏源地球化学异常识别和圈定应用中是有效的.分析结果一定程度上消除了隐伏源深度的影响,所圈定的局部地球化学异常不仅在个旧东区较好地对应了已发现的大型锡矿床的分布,而且在其他低缓地球化学异常区也圈定了多处局部异常,为进一步开展锡矿勘查提供了重要靶区.奇异性理论和方法有望为深部矿产预测、隐伏矿预测、覆盖区矿产预测等特殊环境开展矿产预测提供了新的实用性理论和方法技术.      

硅酸盐固溶体矿物中组分的韵律型空间分布及形成过程中的时-空自组织

本文根据熔体聚合模型和正规溶液模型,建立了非平衡条件下,在二组分硅酸盐熔体固结过程中的非平衡非理想界面反应的非线性动力学模型:对上式进行数值模拟表明,当W/RT<-2时,有三重态,并通过建立界面状态(组成)的质量守恒方程,合理地说明了硅酸盐固溶体矿物韵律结构形成的可能机理之一,寻找界面反应三重态是研究固溶体矿物韵律结构的一条相当普遍的途径。     

非线性弹性地基上矩形薄板的主参数共振

分析非线性弹性地基上受参数激励小挠度矩形薄板的主参数共振问题,由冯卡门方程和伽辽金方法得到系统的非线性振动方程,它是杜分-马休型方程,应用非线性振动的多尺度法得到平均方程。数值计算结果表明：阻尼系数、地基系数、几何参数对主参数共振曲线影响明显。