Numerical calculation of free-surface potential flow around a ship using the modified Rankine source panel method

A modified Rankine source panel method is presented for solving a linearized free-surface flow problem with respect to the double-body potential. The method of solution is based on the distribution of Rankine sources on the hull as well as its image and on the free surface. An iterative algorithm is used for determining the free surface and wave resistance using upstream finite difference operator. A verification of numerical modeling is made using the Wigley hull and the validity of the computer program is examined by comparing the details of wave profiles and wave making resistance with Series 60 model.     

Seasonality and duration in extreme value distributions of significant wave height

This paper presents a statistical model to characterize the long-term extreme value distribution of significant wave height, conditioning to the duration of the storm and accounting for seasonality. A time-dependent version of the peak over threshold (POT) approach is used to build the model, which is then applied to specific reanalysis time series and NOAA buoy records. The model considers the annual and semiannual cycles which are parameterized in terms of harmonic functions. The inclusion of seasonal variabilities substantially reduces the residuals of the fitted model. The information obtained in this study can be useful to design maritime works, because (a) the model improves the understanding of the variability of extreme wave climate along a year and (b) the model accounts for the duration of the storm, which is a key parameter in several formulations for rubble mound breakwater design.     

巴拿马海道关闭及其古海洋和古气候影响

位于中关洲的巴拿马海道曾是连通赤道东太平洋和大西洋的开放洋流通道。从中新世开始,巴拿马海道在构造运动的驱动下逐步关闭,切断了赤道太平洋和大西洋海水的直接交流。海道的关闭不仅改变了太平洋和大西洋海水的物理性质和洋流模式,还可能对新生代中晚期气候变化,特别是北半球大冰期的开始有重要作用。简要综述了二十余年来围绕巴拿马海道关闭及其古海洋、古气候意义方面的研艽成果和最新研究进展。很多相关的问题目前仍处于激烈的争论之中或尚未得到充分的认识,亟待开展进一步工作。开展相关研究将对促进我国古海洋和古气候研究具有积极意义,并有助于进一步加深我们对于海洋一气候系统的认识。     

海底热液硫化物矿体内部流体混合过程的数值模拟:以大西洋TAG热液活动区为例

大型海底热液硫化物矿体的形成机制是涉及多种控制因素的复杂地质过程,其中热液流体同海水的混合扮演着重要角色。大洋钻探计划(ODP)资料表明在大西洋TAG区热液硫化物矿体内部,热液流体同经过改造的海水之间发生着广泛的混合作用,这个过程在很大程度上控制着海底热液硫化物矿体的内部结构和化学组成。以TAG热液硫化物矿体为例,利用数值模拟方法模拟了热液流体与经过不同程度改造的海水的混合过程,试图探讨海水与热液流体混合在热液硫化物矿体形成中的作用。模拟计算结果表明:(1)来自矿体深部的热液流体与经围岩加热的下渗海水的混合是造成TAG热液活动区硬石膏大量沉淀的重要原因;(2)在热液流体与海水的混合过程中,混合流体的化学性质和矿物沉淀情况在330~310℃上下发生了较大变化,330~310℃是一个特殊的温度区域;(3)利用数值计算结果探讨了TAG热液活动区不同区块(TAG-1,TAG-2和TAG-5等)的流体混合作用和热液活动过程。     

改性水玻璃砂CO_2硬化工艺性能的研究

研究了改性水玻璃砂的基本工艺性能,结果表明:在相同的粘结剂加入量条件下,用不同原砂所得到的型砂抗压强度大小顺序为大林砂>都昌砂>新会砂>岳阳砂;改性水玻璃18#的表面安定性最好,粘结剂加入量增多,表面安定性改善,吹气时间延长,表面安定性恶化;改性水玻璃的抗吸湿性比普通水玻璃好,尤其是改性水玻璃18#的抗吸湿性比普通水玻璃高出一倍以上,随着吹气时间的延长,抗吸湿性提高;改性水玻璃18#、A1和B2的可使用时间均满足生产要求;改性水玻璃B2的发气量最大,18#、A1的发气量略小于普通水玻璃。     

GIS数据质量控制技术在地籍数据库建设中的应用

对GIS数据质量控制技术在地籍数据建库中的应用进行了研究,在地籍数据库建设质量控制实践中综合运用了过程控制法和软件检查法,有效地控制地籍建库各个阶段的精度,保证最终成果满足设计要求。     

乡村生产空间系统要素构成及运行机制研究

乡村生产空间系统是一个客观存在的、典型的人地关系地域系统,具有耗散结构特征。论文以系统论为指导,遵循系统科学的基本思维方法,从学理上对乡村生产空间系统的内涵及要素构成进行辨析,并围绕农村生产关系变革划分了乡村生产空间系统的演进历程,在此基础上对乡村生产空间系统的运行机制进行阐释。研究发现,乡村生产空间系统主要由基础要素(资源环境和基础设施)、核心要素(多元经营主体和乡村文化)、驱动要素(资本、技术、信息和市场)和管理要素(制度和政策)4种要素构成;依据乡村生产关系变革、经济体制变迁、城乡关系转变等规律,将新中国成立后乡村生产空间系统的演进历程划分为土地改革运动时期、农业互助合作运动时期、人民公社化运动时期和家庭联产承包责任制时期4个时期,不同时期乡村生产空间系统的要素构成、要素间的联系方式不同,乡村生产空间系统特征表现各异;乡村生产空间系统通过支撑与约束机制、竞争与合作机制以及调控与反馈机制推动自身运行发展。从要素功能、结构关系、协同等视角去审视乡村生产空间系统的运行状态、诊断系统运行的动力机制或障碍因素等,将成为未来乡村生产空间系统研究的重点。     

生态地理学概念界定及其经典案例分析

对生态地理学的概念进行了详细讨论和辨析,并将它与相近学科如生物地理学、生态地理区划、宏生态学等进行了比较分析,界定了生态地理学的概念。研究认为：生态地理学是生态学和地理学的交叉学科,是研究生态系统各组分关系和生态过程的地理空间分布格局或/和时间演变规律及其与地理环境耦合机制的学科。生态地理学的目的是揭示不同环境梯度下或不同时间尺度上生态系统各组分关系和生态过程的普适性规律及其成因。同时,结合国内外野外实验平台介绍,在全球变化等研究领域列举了经典案例进行分析：① 全球不同气候带森林凋落物分解和碳汇功能的研究;② 中国不同陆地生态系统碳通量和碳汇功能研究;③ 中国东北样带和南北样带陆地生态系统的脆弱性与适应性研究;④ 中国北方草地样带尺度的生态系统生态学研究。主要目的是在辨析生态地理学概念的基础上指出未来发展方向,推动生态地理学的发展。     

Parallelization of the flow-path network model using a particle-set strategy

High-performance simulation of flow dynamics remains a major challenge in the use of physical-based, fully distributed hydrologic models. Parallel computing has been widely used to overcome efficiency limitation by partitioning a basin into sub-basins and executing calculations among multiple processors. However, existing partition-based parallelization strategies are still hampered by the dependency between inter-connected sub-basins. This study proposed a particle-set strategy to parallelize the flow-path network (FPN) model for achieving higher performance in the simulation of flow dynamics. The FPN model replaced the hydrological calculations on sub-basins with the movements of water packages along the upstream and downstream flow paths. Unlike previous partition-based task decomposition approaches, the proposed particle-set strategy decomposes the computational workload by randomly allocating runoff particles to concurrent computing processors. Simulation experiments of the flow routing process were undertaken to validate the developed particle-set FPN model. The outcomes of hourly outlet discharges were compared with field gauged records, and up to 128 computing processors were tested to explore its speedup capability in parallel computing. The experimental results showed that the proposed framework can achieve similar prediction accuracy and parallel efficiency to that of the Triangulated Irregular Network (TIN)-based Real-Time Integrated Basin Simulator (tRIBS).     

基于不同景观的LAI-ET时空协同效应研究——以蒙古高原和青藏高原为例（英文）

近几十年来,蒙古高原和青藏高原的增温速度高于全球变暖的平均水平,导致生态系统的结构和功能发生了显著变化。叶面积指数(LAI)和蒸散发(ET)在塑造陆地表面过程和气候方面发挥着重要作用。在文中,我们重点关注LAI和ET的时空变化及其相互关系。基于2000-2014年的MODIS产品,我们发现蒙古高原的LAI和ET之间存在普遍的正相关关系,而青藏高原则没有协同作用。总体而言,青藏高原LAI的显著增加(减少)区域占总面积的49.38%(50.62%),蒙古高原则为94.92%(5.09%);青藏高原ET增加区域面积占总面积的21.70%(124.10×10~3 km^2),蒙古高原为88.01%(341.60×10~3 km^2)。更重要的是,随着时间的推移,这种关系在整个空间中发生了很大的变化,并且在景观的某些部分发现了不匹配。需要通过观测和/或实验研究来探讨这些关系,包括植被特征及其干扰的影响。