波浪在珊瑚礁地形上破碎特性试验研究

对波浪在珊瑚礁地形上的传播特性进行了物理试验研究,将珊瑚礁地形简化为坡度为1∶5的陡坡(向海坡)加较长水平礁坪段的地形,对规则波和不规则波在该地形条件下的波浪破碎及波高沿程衰减进行了研究。结果表明,波高较小时,波浪破碎发生在礁坪上,但随着入射波高的增大,破碎位置逐渐向来浪方向移动,直至在向海坡段破碎。对于在礁坪上破碎的波浪,相对水深db/L0一定的条件下,破碎波高与入射波陡H0/L0相关,且变化趋势受相对水深db/L0的影响。同时给出了该地形条件下波浪破碎指标以及礁坪段破碎后沿程波高的计算公式。     

近岸波浪引起的水流及长波研究进展

从现场观测、理论分析和数值计算、试验室研究三个方面回顾了近岸波浪引起水流以及长波的研究进展，并对今后着重研究的几个方向提出看法。     

海岸开发工程回淤问题的动床波浪输沙试验研究

利用动床波浪输沙物理模型,试验研究了海岸开发工程引起的冲刷和回淤问题,直观预演了工程竣工后可能引起的;中淤现象。试验研究对象为南山滨海开发区旅游项目开发工程,试验结果给出了工程布置的各部分的淤积情况,表明淤积量较大,会引起工程区域及邻近海岸带的冲淤,并针对该工程提出建议。通过该试验的淤积情况表明：在实施海岸工程特别是在海岸带上做旅游项目开发时,要尽可能地不改变自然形成的原有海岸,否则可能会打破动态平衡,改变原有动力条件,破坏海洋环境,同时增加工程风险。强调了在海岸工程的设计和施工前要重视通过水工物模试验研究新平衡的演变过程。     

滨海沙滩石油污染物吸附与释放的实验研究

在胶州湾海域石油污染调查的基础上,选择滨海沙质滩涂作为研究对象,采用自行设计的小型波浪槽模拟试验装置,测定沙土对可溶性油吸附和释放的动力学曲线,并系统分析波浪高度、潮汐作用和海水循环对可溶性油的吸附和释放作用的影响.研究结果表明,沙土对可溶性油的吸附符合对数型的动力学曲线,其吸附平衡时间约为10 h;沙土释放的可溶性油浓度随时间具有一定的波动性.此外,在高波作用下,沙土对可溶性油的吸附速率、吸附量和释放速率、释放量都更加明显.     

波浪作用下缆船拖带系统非线性运动数值模拟

基于船舶操纵性运动方程和拖缆的三维动力学运动方程,提出了被拖点位置匹配的方法,建立了拖船—拖缆—被拖船系统整体非线性拖带动力学模型。为了考察被拖船航向稳定性与横向稳性的关系以及波浪载荷作用的影响,被拖船采用水平面四自由度运动方程,并引入了波浪的作用力和力矩。拖船采用PD控制方法较真实地模拟了拖船航向改变的运动过程。对一个拖船—拖缆—被拖船系统(5 000 t的拖船和3 000 t的被拖船)在时域内进行了规则波浪作用下拖带运动的模拟,计算结果表明被拖带船舶在波浪中运动呈现运动稳定、不稳定和临界状态3种可能的特性。根据模拟计算结果,认为波浪中拖带航向稳定是被拖带船舶保持稳性的必要条件。     

近岸斜向波浪不对称特征参数化

近岸波浪的不对称特征对浅水区泥沙输运以及海岸结构物受波浪冲刷影响而引起的破坏都起着关键作用,而目前关于波浪不对称特征的研究多集中在正向传播方式上,没有考虑斜向传播的影响,因此,对斜向波浪在近岸传播过程中的波形不对称特征展开研究具有重要的意义。基于高阶Boussinesq水波方程建立了斜向入射波浪沿斜坡传播的数值模型,并利用该模型进行数值试验,模拟了入射波浪沿0°~75°不同方向的传播过程。通过对不同角度入射得到的结果进行比较,讨论了入射角度对波浪不对称特征的影响。结果表明:入射角度越大的波浪,其在变浅过程中的二阶谱以及波浪的偏度和不对称度参数也越小。说明随着波浪入射角度增大,其非线性相互作用程度会发生减弱,导致波浪的非线性特征增长趋势逐渐变缓。最后,给出了考虑斜向角度影响的波浪不对称特征参数经验公式。     

Experimental Study on Silt Incipient Motion Under Wave Action

Experiments on silt incipient motion under wave action were carried out.Under wave action,for different wave periods,water depths and bulk densities of silt,the shear stress or height of waves for incipient motion was determined,and a relation between the shear stress and bulk density of silt was established.Results indicate that the critical shear stress depends on the structure of the silt itself,related to the tightness between the grains(or bulk density).Exterior condition is only an external cause of silt incipient motion,and the critical shear stress for the incipient motion is the token of exterior condition.     

渤海和黄海北部波高与周期联合分析

分析波高与周期的联合分布特征对于海洋平台设计、海洋工程建筑等有着重要的意义。基于SWAN模型模拟的波浪后报数据对渤海和黄海北部1999~2018年的波浪特征进行了统计分析。分别对20年的波高和周期数据进行了统计分析,得到了研究区域20年有效波高和波周期的季平均值和最大值的区域分布特征。然后以散布图的形式刻画了整个区域20年波高和周期的联合分布特征。为了更深入地研究波高和周期的联合分布规律,选择了两个研究点A1和A2,A1在渤海内部相对近岸,A2在黄海北部深海区。统计结果表明,在A1和A2,波高与周期的联合分布特征较为相似,均呈现斜三角形的分布特征,然而大波高大周期的波浪却呈现不同的分布特征。最后,利用20年的波浪后报数据,在A1和A2点构建了有效波高和谱峰周期的联合概率模型,并采用IFORM法得到了50年、100年和200年重现周期的环境等值线,为研究海域海上结构物的可靠性设计提供了参考。     

海浪对海洋上层的动量与混合作用分析

分析了波浪影响海洋环流的3种机制，给出了波浪对海流的雷诺应力表示、搅拌混合系数表示以及对温盐扩散的搅拌混合系数表示；计算了东中国海区域的波浪动量作用、搅拌混合系数空间分布和时间演化，进而定量分析了波浪对表层海流的动量输送及对海洋上混合层与跃层形成的作用。     

阿尔金构造带形成机制探讨

阿尔金构造带的形成基本可分为两个阶段:早期,其在西北部塔里木地块和东南部柴达木—祁连地块的天平式摆动控制下,承受着挤压和拉张交替的波动力学作用,产生了一系列逆断层与正断层或反转断层;晚期,在青藏地块整体隆升而派生向北推挤的作用下,上述二地块各以不同速度向北滑移,因而在其间形成了剪切作用力,并使阿尔金构造带形成左行走滑断裂性质的断裂带,因此,阿尔金构造断裂带是一条被动构造带。