海洋地磁三分量测量技术

与拖曳式总场测量相比,海洋地磁三分量测量能够获得更多的地磁场矢量信息,并能通过船载测量在更大海区范围内进行.本文从船载三分量测量和拖曳三分量测量两个方面总结了国外的发展现状,分析了海洋地磁三分量测量中船磁(载体磁场)标定和载体定姿两个关键技术,并结合我国海洋磁测发展现状建议首先发展船载海洋地磁三分量测量系统.     

万家寨水库冰塞计算方法探讨

通过对冰塞体的受力分析找出影响冰塞河段稳定流速的因素, 利用万家寨水库冰塞实测资料建立了稳定流速计算的经验关系式.稳定流速计算公式与有压管流能量方程联解求出各断面测压管水位和冰盖底部高程, 根据浮力原理求出冰塞河段的冰面高程.经实测资料验证, 结果精度较好, 达到设计要求.     

用于天然气水合物调查的轻便型声学深拖系统总体方案分析

论证了用于天然气水合物调查的轻便型声学深拖系统的总体方案,其拖曳方式选择是其核心问题之一,重力型拖体操作方便但稳定性差,弱正浮力型拖体稳定性好而操作复杂。首先论证了两型声学深拖的运动性能,分析了提升重力型拖体稳定性的措施,结果表明,重力型拖体俯仰运动稳定性显著弱于弱正浮力型拖体,并且各项改善措施对于稳定性提高不显著。其次对测深侧扫声呐、多波束测深声呐、浅地层剖面仪和声多普勒测速仪等声学深拖系统主要搭载声呐开展分析,准定量的得到对拖曳平台稳定性的要求。综合考虑拖体稳定性、配套装备要求、开发经验和成本等因素,为了获得更好的探测结果,最终确定采用弱正浮力型拖曳系统,并给出了系统的总体设计方案。     

拖网网具大小与渔船马力的配合

网具大小与渔船马力的配合，是拖网设计中的重要而复杂的问题。由于渔船主机的指示马力虽然相同，但其用于曳网的拖曳马力，则因渔船类型、主机类型和推进器类型等的不同而异，又由于网具阻力的大小，因网型和网衣、纲索、属具等规格的不同而有很大变化，     

拖曳系统计算中拖缆与拖体的耦合计算

针对带有水下设备舱的拖曳系统,提出了一种有效的算法,来获得拖曳系统的运行状态。将拖曳系统分成拖缆和水下拖体两个部分,分别建立运动数学模型。拖缆部分的模型以Ablow和Schechter的运动数学模型为基础;拖体部分的模型采用类似潜器的水下六自由度运动方程。将这两部分方程联立,统一求解,解决两个模型之间的耦合问题。经过数值仿真的检验证明算法具有可行性。     

青藏高原地形重力波拖曳的初步分析及数值模拟研究

针对目前对青藏高原大地形激发的重力波拖曳相关问题还不十分清楚,在GRAPES_Meso模式中引入次网格地形重力波拖曳参数化方案,通过数值试验初步研究了青藏高原地区次网格地形重力波拖曳的一些相关参数,结果指出:(1)沿30°N地形重力波拖曳的垂直分布显示,阻塞拖曳主要存在于模式的低层(第1—5层),重力波拖曳主要存在于模式的第5—10层;从水平分布看,模式第3层以阻塞拖曳为主,主要位于青藏高原边缘地区,阻塞拖曳大值区沿喜马拉雅山脉走向和青藏高原东坡;模式第5层以重力波拖曳为主,主要位于青藏高原东部地区和云贵高原的北部边缘。(2)弗劳德数和气流绕流高度分析表明,在青藏高原喜马拉雅山脉一带和高原东部边缘地区,气流爬坡能力强,同时在这一地区绕流高度最高;弗劳德数越大的地区绕流高度距离地表越高。(3)采用次网格地形重力波拖曳参数化方案后,对于低层和高层地形重力波破碎的发生有更准确的描述,地形重力波是向上垂直传播的。(4)个例和批量试验检验结果表明,采用次网格地形重力波拖曳参数化方案对于风场和降水模拟有正效果,提高了模式预报的准确率。     

拖曳式CTD用于校准卫星红外SST的技术优势分析及方案设计

海表温度(SST)是海气相互作用的重要指标,是反映海气间热和气体交换的动力要素.卫星海表温度测量的主要手段之一是利用海面红外辐射,而与卫星遥感数据同步和准确的海面温度实测数据是建立卫星海表温度测量反演算法的关键.论述了应用拖曳式CTD数据校正卫星红外SST的优势与方法,为SST校正提供了有益的补充.     

台风环境中海-气动量与焓交换观测研究及应用进展

海-气动量与焓交换对台风大气和海洋环境具有显著影响。在回顾和再现前人观测研究工作的基础上,总结了近年来外场和实验室观测的研究成果。(1)关于动量交换比较一致的结论是,即当风速超过一定阈值时,拖曳系数随风速增加而达到饱和值或衰减;不同观测得到的风速阈值在24~40m/s范围内变动。(2)关于焓通量,所取得的观测研究结果本身存在较大不确定性,对海洋飞沫在焓通量过程中的作用还没有取得一致的认识,所得焓通量系数几乎都未显示出与风速的明显依赖关系。还总结了这些观测研究结果在数值模式中的应用情况。基于这些已经发表的外场观测数据,提出了分浅水、中等水深和深水三种情况的台风海-气拖曳系数参数化方案,三种条件下采用同样形式的函数,差异在于函数系数;而对台风海-气焓交换系数则采用概率分布进行描述。     

拖曳锚在海床中运动特性的大变形有限元分析

拖曳锚由于其承载性能和深水中便于安装被广泛应用于海洋工程系泊系统中,如:适用于悬链式系泊系统的传统拖曳锚和适用于绷紧式系泊系统的法向承力锚。拖曳锚安装过程中涉及诸多运动特性:锚板运动方向、系缆点处拖曳力和拖曳角及运动轨迹。基于大变形有限元分析技术耦合的欧拉-拉格朗日法,并引入缆绳方程,建立起锚-缆绳-海床土耦合作用的有限元分析模型;模拟了拖曳锚在均质和线性强度黏土中的嵌入安装过程,研究了锚板运动方向、系缆点处拖曳力和拖曳角及运动轨迹等运动特性;通过与已有的有限元分析方法及理论方法进行对比,验证了该分析模型的有效性;与已有的有限元分析方法相比,提出的分析模型有效地提高了计算效率。     

南极威德尔海西北区域的冰-气拖曳系数和脊帆形拖曳力分析

基于机载激光高度计测得的南极威德尔海西北区域冬季海冰表面起伏数据,结合脊帆形态参数和空间分布对中性条件(大气层处于中性平衡态)下对应10m高度处风速的冰-气拖曳系数Cdn(10)和脊帆形拖曳力Fd的参数化方案进行了改进,并探讨了冰-气拖曳系数Cdn(10)和脊帆形拖曳力对总拖曳力的贡献随脊帆强度(脊帆高度与间距的比值,其中脊帆高度是指脊帆顶点到平整冰面的垂直距离,脊帆间距是指相邻两个脊帆顶点之间的距离)和冰面粗糙长度的变化情况。结果表明,冰-气拖曳系数Cdn(10)随脊帆强度增大呈递增趋势,对较小的脊帆强度,Cdn(10)随粗糙长度的增大而增大,但脊帆强度较大时,Cdn(10)随粗糙长度减小而增大,即存在某一脊帆强度阈值,使Cdn(10)在该阈值两侧随粗糙长度的变化趋势相反;脊帆形拖曳力对总拖曳力的贡献随脊帆强度减小而减小,随着粗糙长度增大而减小。通过分析发现,造成以上不同变化趋势的主要原因是:随着脊帆强度的增大,摩拖曳力在总拖曳力中的优势地位逐渐由形拖曳力代替。