黄海海浪季节变化的数值模拟研究

利用第三代海浪数值模式SWAN,研究了黄海海浪有效波高的季节变化特征及相关的物理过程。结果表明,在黄海的大部分区域,混合浪有效波高的最大值出现在冬季,而最小值则基本出现在夏季。北黄海北部和山东半岛南岸的近海海域呈现稍微不同的季节变化,有效波高的最大值出现在春季。全年4个季节中混合浪有效波高的空间分布基本一致:均在济州岛西南最大,沿黄海中部区域向北和由中部区域向近岸区域逐渐减小。黄海海浪为风浪占主,涌浪有效波高远小于风浪有效波高。在黄海的大部分区域,白冠耗散和四波非线性相互作用对黄海海浪的季节变化均至关重要;对于外海区域,四波非线性相互作用更为重要,而对于近海区域,白冠耗散则影响更大。本研究旨在研究黄海海浪的季节变化特征及其物理过程,为进一步探讨该海域海浪在其他时间尺度上的变异特征和动力学过程提供研究基础。     

垂荡式波浪能装置运动模型数值分析

垂荡式波浪能装置在海洋可再生能源开发中被广泛应用,通过浮子与摇杆在垂荡方向的相对运动吸收波浪能。在以往相关的运动预报数值分析中,通常基于微幅波假设,仅考虑浮子与摇杆在垂荡方向的运动,忽略摇杆其他自由度运动。建立并求解了垂荡式波浪能装置的非线性联合运动方程组,分析垂荡式波浪能装置的波浪载荷、浮子与平台连接处的受力情况。数值计算系统的运动响应,并将计算结果与已有的试验数据进行比较验证,结果表明数值模拟的垂荡式波能装置的运动响应与试验结果相符合。最后,应用本计算方法分析PTO(power take-off)参数对波能装置发电性能的影响。     

淤泥质潮滩地貌演变中的水动力及生物过程研究进展

淤泥质潮滩对于海岸防护、增加土地资源、保持生物多样性等具有重要作用。从淤泥质潮滩演变的主要驱动因子——潮流、波浪、生物作用及地下过程四个方面回顾和总结了潮滩演变动力地貌过程的相关研究进展,提出应关注潮滩短期演变规律、波浪与浮泥作用机理、生物生长与潮滩演变定量关系,以及地下过程作用机理等。     

Generalised observations of wave characteristics on near‐horizontal shore platforms: Synthesis of six case studies from the North Island,New Zealand

Most field studies of wave processes on shore platforms in front of eroding cliffs focus on a single site, revealing aspects of wave dynamics at that location. Here, we analyse data from six platforms around northeastern New Zealand and describe the fundamental control of shore platform width, gradient and elevation on wave processes, including greater attenuation of short‐period waves at lower tidal stages and increases in longer period wave energy towards the cliff toe. These data suggest that empirical formulae developed from coral‐reef environments provide better predictions of wave height on platforms than formulae currently used in shore platform models.     

二维地震勘探在新疆准东煤田梧桐窝子煤矿区煤层对比中的应用

通过人工合成地震记录,了解煤层反射波形成机理,在常规地震时间剖面中确定标准反射波,根据标准反射波连续性、时间间距、动力学特征,在新疆准东煤田梧桐窝子煤矿区煤层对比中取得了较好的应用效果,通过实践证明利用地震资料进行煤层对比方法是可行的,可以在复杂地区提高煤层对比的可靠性。     

Diagnosis of earth-fill dams by synthesised approach of sounding and surface wave method

The spatial distribution of the strength inside the earth-fill is identified by the sounding tests. In this research, the Swedish weight sounding (SWS) is employed, and the spatial high-density test is performed to identify the spatial correlation structure. Furthermore, the synthesised approach of the SWS and surface wave method, which is one of the geophysical method, is proposed to compensate the shortage of each approach. Consequently, the correlation structure of an earth-fill could be identified accurately, and the high resolution of the spatial distribution could be visualised based on the survey results.     

应用两次展开法求解系泊柱体慢漂运动方程

在深海中系泊的海洋平台,如Spar平台,水下部分为带有系泊的圆柱结构,其水平方向运动响应往往具有较低的自振频率,容易在低频波浪力(源于非线性的差频效应)作用下发生共振响应,使结构发生大幅水平慢漂。当浮体的瞬时位置大幅偏离初始位置时,基于初始平衡位置的摄动展开法会存在较大误差。针对这一问题,采用两次展开方法,对大幅慢漂运动开展时域模拟研究。对双色波作用下自由漂浮圆柱的大幅运动响应问题进行数值分析,并与采用基于初始平衡位置的摄动展开法的计算结果进行了对比。结果表明,采用新的两次展开法可以计算出波浪遭遇频率的变化和波浪漂移阻尼,而这无法从基于初始平衡位置的常规摄动展开法中得到,体现了两次展开法在分析大幅慢漂问题上的优势。     

不同刚度植物杆群对规则波传播及紊动特性影响研究

以不同刚度硅胶圆杆群为概化植物模型,测定其抗弯弹性模量,通过波浪水槽实验,研究规则波在不同刚度植物杆群内的流速分布、紊动特征及不同刚度杆群的消浪效果。实验结果表明,当波浪通过柔性杆群时,受其摆动的影响,流速周期变化从单峰型逐渐转变成双峰型,杆群刚度越小形成的二次波峰越明显;不同刚度杆群内水体紊动强度变化显示,杆群刚度越大,造成杆群内水体的紊动强度越大;随着杆群抗弯弹性模量的增大,其消浪系数也增大,消浪系数的增长与材料的抗弯弹性模量值非线性关系,而是在某一弹性模量范围内,对消浪系数的影响较为敏感。     

Laboratory Study for Influence of Clay Content (CC) on Wave-Induced Liquefaction in Marine Sediments

In this artice, the influence of clay content on the wave-induced liquefaction in marine sediments was reported. The one-dimensional (1-D) equipment was setup with a vertical cylinder and 1.8–m–thick clayey sandy deposit and 0.2–m–thick water above the deposit. Unlike the previous experimental study for a single soil layer, this study used sand-kaolin mixtures, sand-illite mixtures, and sand-bentonite mixtures as the experimental samples. A series of experiments with 3,000 wave cycles in each test were conducted under numerous wave and soil conditions, which allowed us to examine the influence of clay content (CC) on wave-induced liquefaction in marine sediments. The experimental results showed that the clayey sandy deposit will become prone to liquefaction with the increase of CC when CC is less than a critical value, which depends on the type of clay. However, when CC is greater than the critical value, liquefaction depth will decrease as CC increases. Furthermore, when the CC value reaches a certain level, liquefaction will not occur. For example, no liquefaction occurs when CC ≥ 33% for both kaolin-sand and illite-sand mixtures and CC ≥ 16.36% for bentonite-sand mixtures.     

TTI介质拟声波方程数值模拟

TTI介质qP波数值模拟方法因为考虑了倾角因素,可以比VTI介质qP波数值模拟方法更加准确地描述各向异性介质中地震波场的传播规律。文中用拟声波方程对TTI介质中的地震波场进行了高阶有限差分数值模拟,在改进衰减函数分布方式后,通过坐标变换,利用改进的完全匹配层(perfectly matched layer,PML)边界控制方程对波场边界进行吸收处理,取得了良好的效果;然后分析了拟声波方程数值模拟中的稳定性问题,并对波场中的伪横波进行压制。通过对不同模型的数值模拟,验证了文中使用的TTI介质拟声波波动方程的稳定性以及所采用的PML边界控制方程的可靠性和适用性。