Cosmic strings and strings in gravitational waves

We consider strings with the Nambu action as extremal surfaces in a given space-time, thus, we ignore their back reaction. Especially, we look for strings sharing one symmetry with the underlying space-time. If this is a non-null symmetry the problem of determining ihc motion of the string can be dimensionally reduced. We get exact solutions for the following cases: straight and circle-like strings in a Friedmann background, straight strings in an anisotropic Kasner background, different types of strings in the metric of a gravitational wave. The solutions will be discussed. Wir betrachten Strings mit der Nambu-Wirkung als Extremalflächen in einer gegebenen Raum-Zeit, d. h., wir ignorieren ihre Rückwirkung. Wir interessieren uns dabei besonders für solche Strings, die eine Isometrie mit der unterliegenden Raum-Zeit gemeinsam haben. Handelt es sich dabei um eine nicht-lichtartige Symmetrie, so läß Bt sich das Problem der Bestimmung der Stringbewegung dimensionsreduzieren. Wir erhalten exakte Lösungen für die folgenden Fälle: gerade und kreisrunde Strings im Friedmann-Hintergrund, gerade Strings im anisotropen Kasner-Hintergrund sowie verschiedene Stringtypen in der Metrik einer Gravitationswelle. Die Lösungen werden diskutiert.     

东亚2005年和2006年冬季风异常及其与准定常行星波活动的关系

利用NCEP/NCAR再分析资料系统地分析了2005年与2006年冬季欧亚大陆的气温和东亚冬季风的差别及其与北半球准定常波活动的关系。分析结果表明:2005年冬季欧亚大陆中、高纬度地区气温偏低,东亚冬季风偏强;而2006年冬季欧亚大陆中、高纬度地区气温偏高,出现暖冬,东亚冬季风偏弱。分析结果还表明,这两年冬季东亚冬季风的差别不仅是由于西伯利亚高压和阿留申低压的变异所造成,而且是由于北极涛动(北半球环状模)的变化所造成。并且,作者还从这两年冬季北半球准定常行星波活动的差异,在动力理论上进一步讨论了这两年冬季北半球气候和东亚冬季风差异的机理。结果表明:2005年冬季北半球行星波活动为低指数,准定常行星波在高纬度往平流层传播加强,而往低纬度对流层上层传播减弱,造成了行星波E-P通量在高纬度地区对流层中、上层辐合加强,而在副热带地区对流层中、上层辐散加强,引起了北半球高纬度地区极锋急流减弱,而副热带急流加强,这有利于西伯利亚高压的发展,从而引起了东亚冬季风增强;相反,2006年冬季北半球行星波活动为高指数,准定常行星波在高纬度往平流层传播减弱,而往低纬度对流层上层传播加强,造成了行星波E-P通量在高纬度地区对流层中、上层辐散加强,而在副热带地区对流层中、上层辐合加强,引起了北半球高纬度地区极锋急流加强,而副热带急流减弱,这不利于西伯利亚高压的发展,从而引起了东亚冬季风减弱。     

防浪建筑物影响下珊瑚礁海岸波浪传播变形试验

通过测试一系列不规则波工况研究了防浪建筑物存在下珊瑚礁海岸附近短波、低频长波和增水的变化规律,并对比了防浪建筑物的不同位置情况。分析结果表明：波浪在沿礁传播过程中,短波波高沿礁坪持续衰减,低频长波波高沿礁坪逐渐增大,波浪增水则沿礁坪基本保持不变;海岸附近短波随着防浪建筑物与礁缘距离的变大而减小,低频长波则在防浪建筑物处于礁坪后部时达到最大,防浪建筑物位置的变化对于礁坪波浪增水的影响可以忽略。通过理论分析证明了珊瑚礁地形上低频长波是由于群波破碎造成的破碎点移动而产生的;当特定波况作用于特定位置的防浪建筑物时,低频长波在礁坪上会发生一阶共振效应导致其能量在海岸附近达到最大值。     

南麂海域台风影响过程中的波浪特征

根据１９８３－１９８９年南麂海洋站在台风影响过程中的实测风和浪资料，分析了该海域的波浪特征。结果表明，这个海域的台风波浪通常是混合浪，在台风影响过程中出现的最大值波高，既有较大波陡的风浪，也有波陡较小的清浪；各向波高的均值变化不大，各向最大波高却有较大幅度的差距；本区的台风浪以４级波高占优，风浪以ＮＮＥ向、涌浪以Ｅ向为常浪向；波高为４级的风浪和涌浪，其周期分别在４．０－４．９Ｓ和７．０－７．９Ｓ之     

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。     

New Numerical Scheme for Simulation of Hyperbolic Mild-Slope Equation

The original hyperbolic mild-slope equation can effectively take into account the combined effects of wave shoaling, refraction, diffraction and reflection, but does not consider the nonlinear effect of waves, and the existing numerical schemes for it show some deficiencies. Based on the original hyperbolic mild-slope equation, a nonlinear dispersion relation is introduced in present paper to effectively take the nonlinear effect of waves into account and a new numerical scheme is proposed. The weakly nonlinear dispersion relation and the improved numerical scheme are applied to the simulation of wave transformation over an elliptic shoal. Numerical tests show that the improvement of the numerical scheme makes efficient the solution to the hyperbolic mild-slope equation. A comparison of numerical results with experimental data indicates that the results obtained by use of the new scheme are satisfactory.     

具有内波特性的渤海南部次重力波

次重力波(infragravity waves)是频率范围介于局地平均Brunt-V¾is¾l¾频率和0.05Hz(涌浪频率)之间的一种海洋波动,其能量在深水大洋中一般甚低,但在浅海中却很强.该波动的研究对于浅海海洋内部混合、近岸海洋工程、海洋生态学、海洋沉积学及军事海洋学均有重要的意义.Munk[1]很早就开始研究这类波动,然而主要由于观测技术的限制,对于该类波动的动力学机制的研究进展迟缓.     

A Possible Mechanism of Ocean Finestructure Part Ⅰ: Energy and Coherence

依据在作者的前文（１９９８）中对于考虑旋转向量水平分量（ｆ～）的大洋内波方程求出的渐近解,文中对Ｓ场（考虑ｆ～条件下的总的内波场）,ＳＩ场（不计ｆ～影响的内波场）和ＳＦ场（Ｓ场中与ｆ～相关联的部分）导出了能量谱和相干谱。此理论谱与Ｍｕｌｅｒ等（１９７８）的ＩＷＥＸ实验的观测结果相比较表明,ＳＦ场的水平动能谱和铅直位移谱基本上与水平流细结构和铅直位移细结构的观测谱一致。作者推测ＳＦ场对应于中纬度大洋可逆细结构。但是对于相干谱的观测结果,在不考虑内波非线性相互作用和破碎过程的条件下,仅考虑ＳＦ场的影响还不能给予满意的解释。     

Numerical modeling of nonlinear water waves over heterogeneous porous beds

The transformation of nonlinear water waves over porous beds is studied by applying a numerical model based on Chen's [2006. Fully nonlinear Boussinesq-type equations for waves and currents over porous beds. Journal of Engineering Mechanics, 132:2, 220–230] Boussinesq-type equations for highly nonlinear waves on permeable beds. The numerical model uses a high-order time-marching solution and fourth-order finite-difference schemes for discretization of first-order spatial derivatives to obtain a computational accuracy consistent with the model equations. By forcing the wave celerity and spatial porous-damping rate of the linearized model to match the exact linear theory for horizontal porous bed over a prescribed range of relative depths, the values of the model parameters are optimally determined. Numerical simulations of the damped wave propagation over finite-thickness porous layer demonstrate the accuracy of both the numerical model and governing equations, which have been shown by prior theoretical analyses to be accurate for both nominal and thick porous layers. These simulations also elucidate on the significance of the higher-order porous-damping terms and the influence of the hydraulic parameters. Application of the model to the simulation of the wave field around a laboratory-scale submerged porous mound provides a measure of its capability, as well as useful insight into the scaling of the porous-resistance coefficients. For application to heterogeneous porous beds, the assumption of weak spatial variation of the porous resistance is examined using truncated forms of the governing equations. The results indicate that the complete set of Boussinesq-type equations is applicable to porous beds of nonhomogeneous makeup.     

粤东后江湾冲流带滩面高频振动及动力作用分析

利用涌浪影响下短时段内的冲流带滩面高频高程数据和碎波带波流资料,在奇异谱分析(SSA)的基础上,以比研究了不同形态滩面的冲淤变化趋势、趋势分布形状、冲淤变化周期和冲淤变化强度,以及同一条剖面不同桩点间各因素间的变化关系;用交叉谱方法探索了每分钟滩面高频冲淤变化与碎波带长重力波间的作用关系.分析结果表明,滩角韵律地形引起的冲流分流作用促进了滩脊向滩谷的泥沙转运,冲流带滩面存在明显的长重力波频段的周期性冲淤振动,滩面冲淤振动强度由滩面下部向上部递减,碎波带长重力波对滩面高频冲淤变化起重要作用.