深水波浪破碎与气体交换速率之间的关系

表面更新理论给出气体交换速率k与海面附近的海水湍动能耗散率呈1/4次方关系,而波浪能量耗散率Dt与湍动能耗散率密切相关。本文利用两种海浪谱耗散模型——Hasselmann模型和Phillips模型,结合深水浮标海浪频谱的观测数据计算了波浪能量耗散率。以前人给出的k与海面上10m高度处的风速U10关系式的平均值为标准,采用最小二乘的方法得到了k与Dt的经验关系。在此基础上,进一步利用SWAN和WAVEWATCHIII海浪数值模式计算了理想深水情况下的波浪能量耗散率,探讨了由海浪模式计算的波浪能量耗散率与气体交换速率之间的关系。结果表明,与SWAN模式相比,WAVEWATCHIII海浪数值模式结果与实际观测更为接近。     

南海中部上层海洋湍流混合的空间分布特征及参数化模型

通过对2010年5月南海16°N和14.5°N断面的湍流微结构剖面观测资料分析,给出了南海海盆上层湍流混合空间分布特征:在16°N断面上,上层10~400m垂向平均湍动能耗散率ερ在东侧略大于西侧;相反,在14.5°N断面上,西侧ερ均值约是东侧ερ的4倍,其中,西侧110.5°~111°E的ερ的平均值为2.6×10-6 W/m3,东侧118.5°E的ερ仅为5.89×10-7 W/m3。通过分析细结构剪切和湍流混合的相关性,发现剪切是南海中部上层强湍流混合的主要驱动力,揭示了高模态内波破碎可能是湍流混合的主要机制。另外,研究了大洋中的3种参数化模型,发现适用于大洋近海的参数化MacKinnon-Gregg(MG)模型能较好地用浮频和剪切估算南海中部深海区上层湍流耗散率。     

油气耗散作用及其成岩成矿效应: 进展、认识与展望

油气生成后发生运移,在途经的围岩环境中发生流—岩相互作用而损耗,以及分散于地下或暴露地表而损失,这一过程即为油气耗散。油气耗散主要特点为流—岩地质作用,在这一过程中将产生系列成岩蚀变,如氧化砂岩的绿色化、白色化,以及局部碳酸盐化等;导致一些成矿效应,如铀矿化、高岭土化等。从而在沉积盆地中构成有机与无机、金属与非金属矿产同存共荣于一盆,此即为沉积盆地成藏(矿)系统。因而油气耗散作用内容属于交叉学科方向,目前仅在鄂尔多斯盆地得到初步研究。在油气耗散成岩及成矿作用过程中,部分微量元素、有机地球化学参数、以及碳、氢、氧、硫、硅等稳定同位素可表现出一定的标志性特征。这在目前"油气—铀溶液—砂岩"相互作用模拟实验中也已得到初步的证实。当前,沉积盆地中油气耗散方向与规模、成岩与成矿效应的地球化学作用机理、有机—无机(如烃源岩—铀等无机元素)作用效应及对相关资源评价的影响、多种能源综合协同预测与勘探等方面是未来油气耗散作用学科领域的主要发展方向。     

推移质输沙对阶梯-深潭系统消能的影响

阶梯-深潭系统是山区河流上一种河床结构形态,具有稳定河床和消能减灾的作用。推移质运动会影响水流结构并改变河床形态,从而影响阶梯-深潭系统的消能效率。在野外构建阶梯-深潭系统,通过人工加沙试验,研究不同来水来沙对阶梯-深潭系统流场及消能的影响。研究表明,推移质运动使阶梯上紊动略增强,深潭中紊动大为减弱,从而使阶梯-深潭系统消能率降低。推移质运动的增强改变水流能量分配,其消能附加作用使阶梯-深潭结构消能降低和深潭淤埋。     

An energy-based interpretation of sand liquefaction due to vertical ground motion

In several recent earthquakes, high vertical ground accelerations accompanied by liquefaction were observed. Downhole records have also shown that large vertical accelerations do not necessarily originate from the source, but rather get amplified towards the ground surface. Given the advantages of energy-based interpretation of liquefaction triggering due to S-waves, this approach is used together with finite element analyses to investigate vertical motion amplification and ensuing liquefaction. The results show the importance of the post-resonance response cycles, while hysteretic damping based on total stresses, accounting for the water in the pores, is shown to be very low, explaining the observed amplification.     

Quadratic Dissipation Effect on the Moonpool Resonance

This paper adopted a semi-analytical method based on eigenfunction matching to solve the problem of sharp resonance of cylindrical structures with a moonpool that has a restricted entrance. To eliminate the sharp resonance and to measure the viscous effect, a quadratic dissipation is introduced by assuming an additional dissipative disk at the moonpool entrance. The fluid domain is divided into five cylindrical subdomains, and the velocity potential in each subdomain is obtained by meeting the Laplace equation as well as the boundary conditions. The free-surface elevation at the center of the moonpool, along with the pressure and velocity at the restricted entrance for first-order wave are evaluated. By choosing appropriate dissipation coefficients, the free-surface elevation calculated at the center of the moonpool is in coincidence with the measurements in model tests both at the peak period and amplitude at resonance. It is shown that the sharp resonance in the potential flow theory can be eliminated and the viscous effect can be estimated with a simple method in some provided hydrodynamic models.     

强迫耗散非线性临界层与副高演变的数值试验

从强迫耗散无辐散正压涡度方程出发，用不同方案模拟试验得到它的数值解，它与方程解析解的特征较为一致，结果表明非绝热加热强迫强“Kelvin”猫眼强度，冷却则相反，耗散则缓和流场演变，模拟所得“猫眼”强度，移动及形状变化及涡度场等特征与副高实际演变有相似之处。     

利用LAP-3000型风廓线雷达资料对深圳地区湍流耗散率特征的研究

利用2010年1-2月深圳LAP3000型风廓线雷达资料, 对湍流耗散率进行了估算, 针对典型晴天条件下的湍流耗散率     

一次浓雾宏微观结构特征及快速消散的原因分析

利用2010年11月17-18日南京北郊雾的综合观测资料,分析了此次浓雾过程的边界层特征、生消物理机制和微物理结构特征。结果表明,此次雾是在晴夜、微风、辐射降温和逆温层背景下形成的;源源不断的水汽平流导致了雾层发展深厚;雾在爆发性发展之后立即进入快速消散过程,1h之内全部消散,这与太阳辐射、气温快速升高及逆温层的消失有关,强梯度风也是雾快速消散的一个重要动力因子。     

粘弹性阻尼器对建筑结构非线性地震反应的控制

粘弹性阻尼器是抗震被动控制中一十分有效的耗能减震装置,本文４推导了粘弹性阻尼器和斜支撑的组合间单元刚度矩阵,并建立了在罕遇地震作用下,设置粘弹性阻尼器斜支撑的钢筋混凝土框架结构非线性地震反应时程分析的方法。