大连港外海域船舶尾迹光学特征研究

通过大连港外海上实验测量船舶含气泡尾迹表观光学特征(如离水辐亮度、遥感反射率),分析了尾迹气泡对极度混浊的Ⅱ类水体海水表观光学特征的影响.实验结果证明:无论在可见光还是近红外波段,尾迹气泡都增强了海水表观光学量,如"耘海"船尾迹遥感反射率在可见光波段相对背景海水提高了50%,在近红外波段相对提高了159%.数据分析结果表明在此种水体中,气泡使得尾迹海水水色变黄,而不是在Ⅰ类水体中使水色变绿.随着观测点在尾迹中的位置靠近目标船,气泡数密度不断增加,遥感反射率也随之增强.     

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。     

超声波对湛江等鞭金藻生长和脂肪酸组成的影响

设计了一个超声频率、超声功率和处理时间三因素四水平的正交实验,研究了超声波对湛江等鞭金藻的生物学效应.实验结果表明,超声频率对湛江等鞭金藻的生物学效应显著,而超声功率和处理时间的影响相对较小.对于提高湛江等鞭金藻生长速率常数,最佳超声条件为20kHz,6W,10s3次;对于提高其脂肪酸不饱和度和主要不饱和脂肪酸百分比,最佳超声条件为20kHz,4～6W,30s.在最佳超声条件下,湛江等鞭金藻生长速率常数最高可达0.630d,是对照组的2.02倍,其脂肪酸不饱和度最高可达79.6%,比对照组提高7.8%,其中主要不饱和脂肪酸的百分含量均得到不同程度的提高.     

干旱沙区植被恢复过程中土壤颗粒分形特征

统计分析了干旱沙漠地区植被恢复过程中土壤颗粒分形特征及其与土壤沙粒(>0.05mm)、粉粒(0.05~0.002mm)和粘粒(<0.002mm)含量和土壤养分状况间的关系。结果表明:土壤颗粒分形维数随恢复时间延长有增大的趋势,土壤颗粒分形维数大小与土壤质地的细粒化有一致的变化趋势。0.05mm粒径成为土壤各粒径的分界值--即土壤分形维数的临界粒径,大于这一粒径颗粒含量越高,土壤分形维数越小;而小于这一粒径的颗粒含量越高,分形维数越大。土壤各养分状况均与土壤颗粒分形维数有极显著的线性正相关关系(p<0.0001),表明了土壤颗粒分形维数能客观地反映土壤肥力特征。在干旱沙漠地区,伴随着植被恢复和流沙固定,土壤颗粒分形维数可作为一个评价土壤演变程度的综合定量指标。     

2016年夏季南海海盆水体颗粒物粒径分布特征*

颗粒物粒径分布(Particle Size Distribution, PSD)代表了颗粒物浓度与颗粒物粒径之间的关系, 影响着海洋生态环境和水体光学特性等。文章基于2016年夏季航次调查的生物光学剖面数据, 研究了南海海盆海域PSD的分布特征。研究发现, 幂律函数可以较好地拟合南海海盆区域的PSD, 对数空间中的实测的PSD与模拟的PSD平均决定系数高达0.95。PSD斜率(ξ)的分布范围为[1.27, 7.65], 均值为3.93±0.56。南海海盆区域表层水体的ξ均值与全球大洋表层水体的ξ均值相近, 但高于海湾等表层水体的ξ均值。ξ能较好地表征颗粒物平均粒径D_A的大小, 两者存在明显负相关关系, 即ξ值越高, D_A越小; 反之, D_A越大。通过分析T1断面的生物光学剖面数据及总体平均的PSD剖面数据, 发现PSD剖面分布特征如下: 1)表层水体的ξ值相对较高, 且D_A值相对较低, 推测可能是由于微微型藻类为主导颗粒物所致; 2) ξ值极小值层出现在次表层叶绿素浓度极大值层(Subsurface Chlorophyll Maximum Layer, SCML)中, 并伴随D_A极大值层的出现, 其原因可能是SCML中的大粒径浮游植物占比显著增加; 3)弱光层中的ξ值较SCML中的高, 但略低于表层的ξ值, 而D_A则位于表层与SCML的D_A之间, 这可能与浮游植物及其碎屑的絮凝、分解、沉降等过程相关。PSD特征影响着海水的固有光学特性, 分析发现: 由于SCML中的叶绿素浓度增加, 颗粒物散射系数(b_p(532))和颗粒物后向散射系数(b_bp(532))也相应呈现显著增加的趋势。弱光层中的平均b_p(532)与平均b_bp(532)最小。ξ与颗粒物衰减光谱斜率之间呈高分散性, Boss 等(2001b)的模型适合用于粗略估算区域性的ξ分布范围及均值。     

库车坳陷下侏罗统岩石古应力场与砂岩储层性质

对库车坳陷下侏罗统野外定向岩石样品的岩石力学性质的测试结果表明,下侏罗统以压扁变形明显、拉伸变形较弱为特点。自侏罗纪以来,该区经历了至少4期古构造变形作用,其变形方式主要为近EW向的以脆性变形为主的褶皱变形作用。在平面上,该区明显地表现为东弱西强的构造挤压变形特征,并对砂岩的储层性质产生重要影响。东区平均古构造应力值为19．8～28．3MPa,对应的平均砂岩孔隙度为17．1％;西区平均古构造应力值为62．6～80．1MPa,对应的平均砂岩孔隙度为6．4％～4．6％。     

Cu3 N弹性和热力学性质的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理全势线性缀加平面波方法,研究了立方反ReO₃结构Cu₃N在零温(0 K)零压下的平衡晶格常数、体弹模量及其对压强的一阶导数,计算结果与其他实验及理论结果基本相符. 同时得出Cu₃N的弹性常数,Poisson比等,并分析出Cu₃N在零温零压下是稳定的. 通过准谐Debye模型计算Cu₃N的热力学性质,得到了Cu₃N的晶格常数、等压比热容、等容比热     

N掺杂SnO2材料光电性质的第一性原理研究

采用全电势线性缀加平面波(full potential linearized augmented plane wave method,简记为FP-LAPW)方法,基于密度泛函理论第一性原理计算分析N掺杂SnO₂材料,研究了在N替代O原子和N替代Sn原子情况下的电子态密度、电荷密度分布以及光学性质.研究表明N掺杂替代Sn较之N掺杂替代O原子的带隙要宽,都宽于SnO₂的本征带隙,且两种情况下N分别处于负氧化态和正氧化态,其介电函数谱也与带隙对应发生蓝移,从理论上指出     

退火对B掺杂纳米金刚石薄膜微结构和电化学性能的影响

采用热丝化学气相沉积法制备B掺杂纳米金刚石薄膜,并对薄膜进行真空退火处理,系统研究了不同退火温度对B掺杂纳米金刚石薄膜的微结构和电化学性能的影响.结果表明,当退火温度升高到800 ℃后,薄膜的Raman谱图中由未退火时在1157,1346,1470,1555 cm^-1处的4个峰转变为只有D峰和G峰,说明晶界上的氢大量解吸附量减少;并且D峰和G峰的积分强度比I_D/I_G值变为最小,即sp²相团簇     

Finite element modeling of heating phenomena of cracks excited by high-intensity ultrasonic pulses

A three-dimensional thermo-mechanical coupled finite element model is built up to simulate the phenomena of dynamical contact and frictional heating of crack faces when the plate containing the crack is excited by high-intensity ultrasonic pulses. In the finite element model, the high-power ultrasonic transducer is modeled by using a piezoelectric thermal-analogy method, and the dynamical interaction between both crack faces is modeled using a contact-impact theory. In the simulations, the frictional heating taking place at the crack faces is quantitatively calculated by using finite element thermal-structural coupling analysis, especially, the influences of acoustic chaos to plate vibration and crack heating are calculated and analysed in detail. Meanwhile, the related ultrasonic infrared images are also obtained experimentally, and the theoretical simulation results are in agreement with that of the experiments. The results show that, by using the theoretical method, a good simulation of dynamic interaction and friction heating process of the crack faces under non-chaotic or chaotic sound excitation can be obtained.