Nonlinear Dynamic Behaviors of A Floating Structure in Focused Waves

Floating structures are commonly seen in coastal and offshore engineering. They are often subjected to extreme waves and, therefore, their nonlinear dynamic behaviors are of great concern. In this paper, an in-house CFD code is developed to investigate the accurate prediction of nonlinear dynamic behaviors of a two-dimensional (2-D) box-shaped floating structure in focused waves. Computations are performed by an enhanced Constrained Interpolation Profile (CIP)-based Cartesian grid model, in which a more accurate VOF (Volume of Fluid) method, the THINC/SW scheme (THINC: tangent of hyperbola for interface capturing; SW: Slope Weighting), is used for interface capturing. A focusing wave theory is used for the focused wave generation. The wave component of constant steepness is chosen. Comparisons between predictions and physical measurements show good agreement including body motions and free surface profiles. Although the overall agreement is good, some discrepancies are observed for impact pressure on the superstructure due to water on deck. The effect of grid resolution on the results is checked. With a fine grid, no obvious improvement is seen in the global body motions and impact pressures due to water on deck. It is concluded that highly nonlinear phenomena, such as distorted free surface, large-amplitude body motions, and violent impact flow, have been predicted successfully.     

基于Landsat TM影像不同地表温度反演算法的比较

地表温度是反映地表环境的一个重要参数,精确获取地表温度的方法对研究城市热岛效应、进行生态环境监测评价是必不可少的。利用遥感手段进行地表温度的反演是一种较新颖的方法,相对成熟的反演算法主要有单通道算法、辐射传输方程法及单窗算法。本文以山东省威海市Landsat TM数据为例,分别利用辐射传输方程法和单窗算法进行地表温度反演,通过遥感目视解译的方法提取研究区各类典型地物对应的地表温度,进行统计分析,结果表明,两者反演得到的地表温度具有一致的变化趋势,其中单窗算法中不同典型地物的地表温度整体标准差较小,如建设用地为0.530,起伏波动小,算法精度略优于辐射传输方程法。     

基于FLAC3D数值模拟的老采空区剩余沉降量分析计算—以山东枣庄安博化工项目为例

空区的剩余沉降值计算是采空区地质灾害危险程度一种定量分析的方法,利用FLAC3D直接模拟早期采煤形成的老采空区塌陷状态,计算出老采空区的剩余沉降量。以山东枣庄安博化工项目为例,首先采用物探、钻探手段探测老采空区深度、顶板塌落与破碎状况以及地质地层信息,其次结合岩心试验地质材料参数结果进行FLAC3D模拟,计算自重作用下采空区剩余沉降量,以及加载建筑后老采空区剩余沉降值,对比了传统概率积分法计算沉降值,结果基本一致,说明计算方法是可靠的。最后分析加载应力与破碎带剩余沉降值的数量关系。为老采空区土地稳定性评估以及剩余沉降量的计算方法提供科学依据与借鉴。     

黄土填方区地表沉降时序InSAR监测分析

“削山填沟造地”等岩土工程在湿陷性黄土沟壑地区屡见不鲜,掌握填方区沉降情况具有重要意义。本文收集了2017年11月—2020年12月获取的56景TerraSAR-X StripMap模式影像,利用时序InSAR技术监测了陕北某湿陷性黄土填方地基工程的沉降信息,并与2017年11月—2020年12月期间监测区3个水准点的沉降测量结果比对。结果表明,在填方区地表以沉降为主,在挖方区地表以抬升为主,研究区存在有1处较为明显的地表沉降情况,位于填挖边界线附近填方区内,形变速率范围为-40~-20 mm/a,最大形变速率达-49.9 mm/a,累计量为-151.6 mm,时序InSAR形变结果和实地水准结果吻合性较好,垂直方向形变速率中误差为1.8 mm/a,表明时序InSAR技术在湿陷性黄土填挖方区变形监测中具有较好的应用价值。     

SBAS技术在矿区地面沉降监测中的应用

本文采用小基线技术即SBAS-InSAR处理淮南市谢家集矿区的8景ALOS-PLASAR数据,时间跨度为2007年1月—2011年2月。首先利用SBAS-InSAR技术提取该矿区的时序形变速率,得到累计整体沉降趋势;然后针对公路、铁路、新旧矿区等重点沉降区域进行分析。由监测结果分析可知,十涧湖西路、堤坝整体处于下沉状态,西张铁路的西半段处于抬升状态,而东半段则下沉严重;东方矿井及新二矿区均处于不同程度的下降状态。     

SBAS技术支持下的临沧市地表时序形变分析

SBAS监测技术作为微波遥感技术,通过最小二乘或奇异值分解的方法,对多个构成三角网的干涉对进行干涉处理,从而得到某个地区的时间序列形变规律。本文使用SBAS技术对覆盖临沧市2019年2月—2020年7月的30景Sentinel-1A雷达数据进行处理。通过剖面和时间序列分析方法对该区域进行分析,研究其地表沉降成因和规律,以此判断该地区是否存在地质灾害的隐患区域,为临沧市以后的防灾减灾工作提供参考意见。     

雷达技术支持下的福州市地铁沿线形变监测

近年来,由于地铁等地下工程大规模的建设产生了严重的地表沉降,从而诱发许多地质灾害,严重阻碍了中国城市化进程。因此,采用高精度雷达监测技术,对城市地质灾害监测及风险评估具有重要意义。本文利用SBAS-InSAR技术,基于24景X波段TerraSAR数据和32景C波段Sentinel-1数据,时间跨度分别为2013年7月至2015年8月、2015年7月至2018年2月,对地铁建设完成后的福州市区地表沉降进行长时间系列形变监测。监测结果表明,研究区域内的最大沉降速率为-12 mm/a,在整个观测周期内发现了8个沉降漏斗。并对这些区域进行进一步的时间序列分析,其中有3个区域呈现出地质灾害初期的特征,并且地表沉降存在进一步加剧的可能。     

基于地层信息插值的FLAC3D简易建模方法

为建立一种简易的FLAC3D建模方法,降低FLAC3D前处理时的建模难度,本文基于Python编程语言开发了建模文件生成程序。该程序以岩体各层位的高程信息为基础,采用Kriging插值生成离散网格点数据;并采用离散网格点自动生成建模所需要的网格数据文件;将该文件导入FLAC3D软件中,即可生成与真实钻孔数据和地层信息吻合的三维模型。程序提供了3种FLAC3D内置单元模型可供选择。该方法采用Kriging插值算法,可生成精确的三维地层模型数据。与FLAC3D软件自身的脚本建模语言相比,该方法简单快速。本文使用3类应用数据进行建模,验证提出的插值建模方法可以针对复杂的地形和地质信息生成精确的三维模型。研究成果为采用FLAC3D进行复杂地质区域数值模拟计算提供了一种简单、高效、准确的建模工具。     

大尺度平原城市精细汇水区分级划分研究

在城市内涝模拟研究中,汇水区划分是十分重要的环节,同时对大尺度平原城市进行汇水区精细划分也是研究者共同研究的技术难点。针对现有基于DEM流向分析的划分方法存在的无法正确反映实际城市复杂地形和流向问题,本文提出了一种顾及地类和流向,适用于大尺度平原城市的精细汇水区分级划分方法。首先,从城市自然地形和主干河流出发,进行一级宏观尺度划分;然后,依据城市主次干道,干渠和管网实现二级中观尺度划分;最后,在二级划分的基础上,结合流向和地类做精细的三级子汇水区微观尺度划分。本文选取东营市30 km²核心主城区进行了验证分析,研究结果表明,划分结果跟实际地物类型和真实流向相吻合,该方法对于大尺度平原城市具有良好的适用性。     

数据驱动的蒸散发遥感反演方法及产品研究进展

蒸散发是水圈、大气圈和生物圈中水分循环和能量交换的纽带。在全球尺度上,蒸散发约占陆地降水总量的60%;作为其能量表达形式,潜热通量约占地表净辐射的80%。随着通量观测技术的发展,全球长期持续的观测数据得以获取和共享,近年来基于数据驱动的蒸散发遥感反演方法取得了较好的研究进展。本文针对数据驱动的蒸散发遥感反演方法和产品,从经验回归、机器学习和数据融合3个方面展开,对现有的研究进展进行了梳理、归纳和总结,并从驱动数据、反演方法、已有产品等方面指出目前仍存在的问题和不足。未来仍需开展数据驱动的高时空分辨率的蒸散发遥感反演方法的研究,有效考虑地表温度和土壤水分等可以指示地表蒸散发短期变化的重要信息,同时加强基于过程驱动的物理模型与数据驱动的模型的结合,使两类模型能互为补充、各自发挥所长,共同推动蒸散发遥感反演研究水平的进步。