GALILEO系统仿真与分析

本文着重阐述了GALILEO仿真系统星座和误差模型的构建过程,利用该系统进行DOP值分析并通过定位解算验证了GALILEO系统的性能指标。通过与GPS系统性能指标进行比较,得出GALILEO系统的星座设计具有较好的DOP值分布特性,定位精度优于GPS定位精度。在进行差分定位时,其误差贡献比较大的是接收机噪声和卫星钟差,因此提高差分定位的关键是降低接收机的噪声水平和提高卫星钟差预报精度。     

NUMERICAL STUDY ON THE ROLE OF VORTICAL AND DIVERGENT COMPONENTS OF WIND STRESS IN ENSO CYCLE

The 1960-1991 monthly mean FSU (Florida State University)wind stress data aredecomposed into a vortical and a divergent component with each of which to force the model oceanin the context of a two-layer tropical Pacific model.Evidence suggests that for the seasonalvariation the ocean forcing does not produce a realistic cold tongue using either of the componentsand the tongue will not be effectively improved in its intensity and pattern even if the componentsare doubled or halved:the utilization of climatic mean wind stress(no decomposition is done of thewind stress)that contains its seasonal variation will lead to a realistic SST distribution on which isimposed,separately,the interannual anomalies of each of the components so as to get the SSTApattern:under the action of the interannual anomaly of the vortical(divergent)component therearises qnite intense SSTA oscillation marked by noticeable ENSO periods(feeble SSTA withhigher oscillation frequency for obscure ENSO periods),thereby illustrating that the roles of thetwo components differ from each other in the genesis of SST variation on a seasonal and aninterannual basis such that a realistic cold tongue pattern follows under the joint effects on themodel ocean of the two components of wind stress while rational E1 Nino/La Nina phenomenaresult under the forcing of an anomalous wind stress vortical component.Moreover,the divergentcomponent is innegligible in generating a mean climatic condition of the ocean sector but of lessimportance compared to the vortical component in ENSO development.     

引黄水在北大港水库蓄存期水质咸化的研究

依据引黄水在北大港水库蓄存期水质咸化的事实以及传质理论,定性地分析了引黄水水质咸化的主要原因,包括盐碱土传质作用、蒸发浓缩作用以及风的扰动加速传质作用等.在北大港水库旁修建了一个模拟试验水池,进行了现场模拟试验研究.依据水量平衡和氯离子总量平衡的原理,分别定量地计算了传质作用和蒸发浓缩作用对水质咸化影响的比重.结果表明,在模拟水池蓄水后的30 d内,传质作用对水质咸化影响的比重有随时间增加而增长的趋势;30 d后,传质作用对水质咸化影响的比重稳定在80%,蒸发浓缩作用对水质咸化影响的比重稳定在20%,说明导致水质咸化的最主要因素是盐碱土传质作用.     

完全非线性波浪与二维固定结构物作用的IGN-BEM耦合分析模型

为高效准确地对完全非线性波浪与二维固定结构物的相互作用进行模拟分析,建立了二维完全非线性时域耦合模型。耦合模型将计算域划分为靠近结构物的内域和远离结构物的外域,每个区域均采用满足完全非线性自由水面边界条件的波浪模型进行求解。在内域使用Laplace方程描述流体运动并采用高阶边界元法（BEM）对其进行求解;而在没有结构物的外域,波浪运动的控制方程为Irrotational Green-Naghdi（IGN）方程并采用有限元法（FEM）对其进行求解。内域和外域通过一段重叠区域进行耦合,从而实现模型间变量的传递。首先利用耦合模型分别对规则波的传播、直墙前立波的生成以及相关物理模型试验进行模拟,数值结果与精确解和试验结果的良好吻合验证了耦合模型耦合方式的合理性以及处理非线性问题的准确性;然后使用耦合模型模拟分析了波浪与固定结构物间的相互作用,并将结果与线性解析解以及完全非线性BEM模型的结果进行了对比分析,进一步证明了耦合模型的正确性与高效性。     

溢油乳化过程C波段微波散射特性实验研究

本文基于水槽溢油观测实验,研究溢油乳化过程中表面散射特性的变化。利用全极化C波段微波散射计和矢量网络分析仪等测量设备对易发生乳化反应沥青含量小于3%的原油（A型油）、油田中开采出的新鲜原油（B型油）和经过脱水去杂质处理的工业原油（C型油）进行观测。文中详细分析了在C波段微波下乳化油膜与平静水面的后向散射差异,以及油膜乳化过程对后向散射的影响,结果显示在低风速、无浪的条件下（最大波高低于3mm）,原油的乳化反应可通过表面粗糙度和自身介电常数的变化来调制雷达后向散射,并且这两种方式中表面粗糙度的影响占主导地位。对比B型和C型原油在乳化状态和未乳化状态下的表面后向散射,结果显示在各状态下B型油膜表面后向散射均大于C型油,且在VV、HH、HV/VH极化方式下两者后向散射平均差异分别为2.19 dB、2.63 dB、2.21 dB,在20%油膜含水率的乳化状态下差异较未乳化状态时小,平均差异分别为0.98 dB、1.49 dB、1.5 dB,结果表明不同类型油种间由于成分和油膜属性的不同会在一定程度上导致油膜表面粗糙度存在差异,影响油膜表面后向散射。     

不同因素对排水沟渠水平冻胀力的影响

多年冻土地区的排水沟渠经常遭受水平冻胀力的破坏,严重影响构筑物的服役性能。根据青藏高原多年冻土区路基坡脚U型槽排水沟渠的现场试验,并通过数值计算与理论分析,分析了结构埋深、粗颗粒换填范围以及结构形式对其温度场和水平冻胀力的影响。结果表明：改变工况,对土体温度场分布的形状影响较小,仅对其大小有一定影响。不同工况下水平冻胀力均沿深度非均匀分布,最大水平冻胀力主要出现在结构中部,而其上部和下部较小,结构侧壁在1/2至1/3处易发生冻胀破坏。梯形结构所受的水平冻胀力较U型结构增大13%～15%左右,但其分布形式基本相同。因此,U型结构在降低水平冻胀力方面优于梯形结构。随着换填范围增大,排水沟渠的水平冻胀力最大值逐渐减小;对于埋深1.7 m的排水沟渠来说,其侧边的0～2.8 m是影响水平冻胀力的主要换填宽度范围,而当换填宽度超过2.8 m后,水平冻胀力几乎不再降低。     

泥水平衡盾构用海水泥浆的改性试验研究

由于海水中富集大量可溶性盐类及各种金属离子成分,利用海水配置的海水泥浆具有相对密度大、胶体率低、稳定性差、失水量高等特点,不能满足泥水平衡盾构施工要求。为实现对海水泥浆改性以达到利用海水泥浆维持开挖面稳定,降低穿江越海盾构施工成本,选用CMC(羧甲基纤维素钠)、纤维素PAC(聚阴离子纤维素)、聚丙烯酸铵等8种添加剂进行海水泥浆性质变化试验,优选出对海水泥浆改性明显的添加剂,并分析优选添加剂掺入量和时间对海水泥浆性质的影响规律。同时,基于优选的添加剂CMC,利用泥膜形成试验平台进行改性海水泥浆地层渗透试验。研究表明:不同添加剂对海水泥浆性质变化差异较大,增黏剂PAC、CMC对海水泥浆的改性效果稍好,24 h离析出现浑浊层、混合层、絮凝沉淀层。海水泥浆对地层渗透的滤水量大于改性海水泥浆,泥皮也稍厚,但呈稀疏状态。可以推测,添加剂中和部分海水成分,呈絮凝沉淀,多余添加剂表现出对淡水泥浆的增稠作用。     

原油在储层介质中的加水裂解生气模拟实验

采用高温高压热模拟实验方法,开展了原油在砂岩和火成岩储层介质中的加水裂解生气模拟实验研究.结果表明,原油开始大量裂解的温度是400℃,随模拟温度增加,甲烷相对含量增大,乙烷以上重烃气尤其是丙烷相对含量减小.其中砂岩的油水混合物裂解生气主要发生在450～500℃之间,生气窗范围小,对应的烃气产率高,火成岩的油水混合物裂解生气主要发生在450～600℃之间,生气窗范围大,对应的烃气产率小.模拟烃气的组分碳同位素分馏显著,随模拟温度增加呈变重趋势.在裂解生气过程中,水解加氢和催化作用对烃气的组成、产率和碳同位素分布有重要影响。     

腐蚀管道在内压和轴向压力影响下的弯曲破坏

运行在恶劣环境中的海底管道,往往受到内压、轴力和弯矩等复杂荷载的联合作用。腐蚀会导致管壁局部变薄,降低管道极限承载力。为保证管道安全高效运行,准确预测和分析复杂荷载作用下的塑性极限承载力和变形行为就显得尤为重要。考虑大应变和大变形、应力强化和材料非线性,运用数值仿真软件建立腐蚀缺陷管道的三维实体有限元模型,在全尺寸管道破坏试验验证的基础上,对腐蚀管道在内压、轴向压力和弯矩相互作用下的失效模式和极限弯矩承载力进行了相关研究,并进行了腐蚀缺陷几何参数的敏感性分析。研究结果表明:初始内压和初始轴向压力会显著降低腐蚀管道的极限弯矩承载力,并且影响最终的失效模式;在腐蚀缺陷几何尺寸参数中,腐蚀宽度比腐蚀深度和腐蚀长度的影响更大。