基于水舱结构的UUV平衡液位算法研究

为了解决装配水舱的水下无人航行器在出航前,需人为通过调节水舱液位,使航行器处于零浮力状态的不便捷性问题,提出一种可以自动调整航行器平衡液位的方法。结合航行器自身水舱结构,通过 PID 算法将航行器的姿态信息和水舱液位信息进行整合,调节水舱水量实现航行器密度近似于当前水域密度,寻找满足航行器零浮力平衡姿态下的水舱液位。通过 MATLAB 仿真分析,该算法可以实现自主调节平衡液位的目的。     

浮力摆式波浪能发电装置模型试验

设计了一种浮力摆式波浪能发电装置,并根据其原理在实验室中开展比例模型试验。介绍了该装置的设计原理、试验原理,试验设计以及数据处理与结果分析,并在实验室模拟波况下,绘制出了波浪能装置的转换效率曲线。试验显示,该波浪能发电装置具有性能稳定,能量转换效率较高,能适应小波浪发电等特点。     

关于渗流的力及其应用

饱和渗流是岩土体失稳的重要因素。叙述了渗流产生的消极破坏力“浮力”和积极破坏力“渗透力”。较详细地讨论了渗流各力之间的相互转换关系及其在管涌滑坡问题中的正确应用;并特别推荐引用渗透力计算滑坡问题具有简便、精确的优点。并指出了在计算中和设计规范中引用渗流力方面的误解。     

数值模拟定量探索地形起伏及浮力在驱动地下水流中的相对重要性

地形起伏及浮力两者都可以驱动地下水流动,然而它们之间的相互作用仍然知之甚少.利用数值模拟方法,针对变密度流体及热传导问题,探讨了它们之间的相对重要性.二维有限元数值模拟结果表明地下水流的形态主要取决于单由地形驱动的流速和单由浮力驱动的流速的相对大小.当潜水面坡度较大而导致地形起伏产生的流速大于浮力产生的流速时,地形驱动的强迫对流会完全掩盖浮力驱动的自由对流.当潜水面坡度较小而导致地形产生的流速小于浮力产生的流速时,会出现混合自由及强迫对流现象,在这种情况下,虽然自由对流占主导地位,但不能忽略地形影响.这是因为地形驱动流体可以推动自由对流单元向坡下滚动,因而热液流体随时间呈周期性变化,不存在稳态解.近表存在的低透水性岩层可以抑制地形起伏对下伏自由对流的影响.     

抗浮锚杆的应用实例

抗浮锚杆是一种竖向锚固技术，由于该方法具有造价低，工期短，施工便捷等优点，在抗浮锚固工程中的应用越来越广，本文以两个成功应用实例介绍了抗浮锚杆的设计和施工经验，并探讨了存在的主要问题，以期对同类工程具有参考价值。     

造山进程与高压剥露模型综述

受地表侵蚀与地下（热）构造过程联合制约，造山带剥露作用随造山类型／阶段不同表现出不同的变形样式和岩浆特点。挤压逆冲与侵蚀其同作用可将地壳岩石抬和或剥露至地表，而伸展作用则可驱动地幔深处高压单元向地表折返剥露，大规模伸展剥露与造山带根部热软化、边界层拆沉以及板块断离作用有关。浮力作用只能驱使高压岩块剥露至壳悭边 界处，但它无法解释这些岩块如何在地壳内部运移剥露。此外，楔角回流作用可驱使包裹在泥质／蛇纹岩楔中榴辉岩块向地表折返剥露，而且俯冲带迁移对于造山带剥露过程的驱动作用也不容忽视。（超）高压变质带大规模折返剥露过程往往与造山进程不同阶段多种机制的联合驱动有关。     

2017年辽东湾夏季潮汐锋位置变化的分析

近海潮汐锋的分布和变化，主要受表层风摩擦、底层潮混合、净热通量和浮力平流的影响。基于2017年7、8月份辽东湾东部海域的实测数据，并结合ROMS（Regional Ocean Model System）模拟结果，利用考虑浮力平流效应的Stigebrandt公式对夏季辽东湾潮汐锋的位置变化进行了诊断计算，计算结果与ROMS模拟的潮汐锋位置符合较好，进一步探讨了风、净热通量和浮力平流对锋面位置变化的影响。主要结论如下：（1）位于辽东湾北部和东、西沿岸浅水区的潮汐锋呈"几"字形分布；（2）2017年6-7月潮汐锋位置变动不大，7月份仅在辽东湾东、西两岸潮汐锋位置略微向深水区移动，这主要是净热通量整体略微减小和风场略微增大造成的，浮力平流作用效果不够显著；（3）2017年8月辽东湾潮汐锋位置较7月向深水区大幅移动，最大移动距离约为20km，辽东湾8月份净热通量的大幅减弱起到了重要作用，浮力平流使潮汐锋位置向浅水区偏移，其调节效果比较显著。     

赤道深层射流对深层浮力源响应解之特征的分析

基于赤道深层射流动力模型，研究赤道深层射流对深层浮力源的响应特征，指出线性、连续层化海洋中浮力源驱动下的单一垂直模态建立深层环流的过程等介于线性浅水系统中深水源驱动的深层环流的建立过程。分析赤道深层射流对深层浮力源响应解的某些特征，结果表明，在给定确定波数量值的诸参数下，浮力源在纬向上范围的大小对赤道深层的射流     

南海表面浮力通量、水型变性及南海"暖水"的消长分析

利用英国南安普敦海洋中心(SOC)海-气界面的热量和淡水通量资料以及世界大洋图集(WOA01)的海面温度和盐度资料计算了南海表面各月的有效浮力通量及水型变性矢量场,分析了南海表层暖水形成和发展的季节性特征。研究结果表明,南海表层暖水的发展、维持以及消亡在很大程度上受到海洋表层浮力通量的影响;此外,南海上层水体密度的垂直结构和变化也深受表面浮力通量和表层水型变性的影响。在中、北部,南海的垂向结构季节性变化较为明显,其中冬季表层水体的下沉强度最大,深度最深,而夏季表层水体却无下沉趋势。     

基于SPH-ALE方法的浮力摆水动力数值模拟

基于光滑粒子流体动力学-任意拉格朗日欧拉(SPH-ALE)方法建立二维数值波浪水槽,在控制方程中引入近似黎曼解替代人工黏性,采用排斥力边界条件防止流体粒子穿透固边界,采用指数型衰减函数设置海绵层以消除水槽末端的波浪反射。应用所建立的数值模型对规则波传播及其与浮力摆摆板的相互作用进行了水动力数值模拟,结果表明:文中SPH-ALE模型能够较精确地模拟波浪传播,合理地复现波浪与浮力摆摆板相互作用的物理过程。