Numerical Study on Instantaneous Discharge of Unsorted Particle Cloud in Cross Flow

The mixing characteristics of particles such as dredged sediment of variable size discharged into cross flow are studied by a 3D numerical model, which is developed to model the particle-fluid two-phase flow. The Eulerian method with the modified k-ε parameterization of turbulence for the fluid phase is used to solve fluid phase, while a Lagrangian method for the solid phase (particles), both the processes are coupled through the momentum sources. In the model the wake turbulence induced by particles has been included as additional source term in the k-ε model; and the variable drift velocities of the particles are treated efficiently by the Lagrangian method in which the particles are tracked explicitly and the diffusion process is approximated by a random walk model. The hydrodynamic behavior of dumping a cloud of particles is governed by the total buoyancy of the cloud, the drag force on each particle and the velocity of cross-flow. The computed results show a roughly linear relationship between the displacement of the frontal position and the longitudinal width of the particle cloud. The particle size in the cloud and the velocity of cross flow dominate the flow behavior. The computed results are compared with the results of laboratory experiments and satisfactory agreement is obtained.     

不同倒角半径下方柱绕流的数值模拟及水动力特性研究

为了研究不同倒角半径对方柱绕流特性的影响,采用有限体积法,模拟了雷诺数Re为22 500、倒角半径为0.1D(D为方柱边长的长度)、0.2D和0.3D时方柱的绕流过程。方柱近壁面采用增强壁面函数,模型采用SST k–?湍流模型。根据模拟结果给出了不同倒角半径下方柱的流场涡量图以及阻力系数Cd和升力系数Cl;利用快速傅里叶变换法得到斯托罗哈数St。结果表明,倒角半径的增加改变了方柱的分离点,使得尾流区长度增加,旋涡尺度减小;Cd和Cl的振动幅值呈现先减小后增大的趋势,倒角半径为0.1D和0.2D时方柱受力较小,不存在倒角时方柱受力较大,倒角半径为0.3D时方柱受力最大;随着倒角半径的增加,柱体截面形式越接近圆形,斯托罗哈数逐渐增大,漩涡脱落频率更快。     

海洋纹层硅藻席古海洋学与生物地球化学研究进展

海洋大型硅藻的勃发及其在海底的纹层硅藻席沉积代表大规模的有机碳和生物硅输出通量,该生物堆积事件或过程对海洋酸化和全球变暖产生负反馈,因而在气候变化中的地位不容小觑。本文在融入作者研究成果的基础上总结了国内外关于海洋纹层硅藻席的研究现状,认为大型硅藻勃发不能直接和上涌活动相关联,在热带海区一般与成层化相关,在亚热带海区总体上与锋面作用相关。大型硅藻勃发时,表层水不一定贫养,也可以是富养的,也不总是需要借助浮力下沉到营养跃层吸收营养物,可直接吸收海洋表层中的营养物(如风尘溶解来源的硅酸)。大型硅藻通过高的初级生产力吸收大气中的CO_2,尔后在海洋深部降解形成的CO_2在海洋成层化条件下以巨大"呼吸CO_2库"得以封存,代表促使冰期大气pCO_2降低的一种重要机制。海洋纹层硅藻席的保存环境由多种因素制约,可以是氧化的也可以是亚氧化的,因而对用纹层沉积物来指示缺氧底层水条件应持谨慎态度。另外,提出了解释大型硅藻勃发和硅藻席形成机制的新模式"风尘触发硅藻席沉积",极大地促进了硅藻席沉积成因谜团的解决。最后,指出了目前海洋纹层硅藻席研究中存在的问题并阐述了未来可以开展的研究方向。     

Spoiler自埋技术特点及其在杭州湾海底管道运行情况分析

海底管道阻流板(Spoiler)自沉埋技术是一种新型管道自埋技术,为深入了解其作用机制及其效果,本文通过分析安装有阻流板的杭州湾海底管道历年检测资料,结合管道附近海域海床、潮流动力特性,深入探讨了阻流板装置在实际工程中的运行效果,分析了其作用机制及其适用条件。研究发现安装阻流板装置的杭州湾海底管道在往复潮流作用下逐渐埋入海床,其埋入段长度由2005年的50%增加到2013年的80%以上,而且平均埋入深度超过2.6 m,自埋效果较好;而在管道路由与海流平行段或管道敷设于抗冲刷强海床上时,阻流板作用不能有效发挥,管道仍然呈现裸露状态。     

太平洋—印度洋贯穿流南海分支研究综述

从海洋动力学角度,概述了太平洋-印度洋贯穿流南海分支的主要入流和出流通道—吕宋海峡和卡里马塔海峡的研究现状。太平洋-印度洋贯穿流南海分支是太平洋、南海和印度尼西亚海域进行水体和热盐交换的传输带,对西太平洋、南海、印尼海和东印度洋的环流系统有重要影响。吕宋海峡水交换和卡里马塔海峡贯穿流都呈现冬季大夏季小的季节变化特征,对维持南海的物质、能量和动量平衡起重要作用。太平洋通过吕宋海峡向南海输运水体和热盐,并传递ENSO等气候信号,对南海的环流、水体和海洋环境都产生重要影响。卡里马塔海峡向印度尼西亚海区的水体和热盐输运对印度尼西亚贯穿流有重要意义。太平洋-印度洋贯穿流南海分支和印尼贯穿流的年际变化趋势呈反位相,两者相互调制相互影响,维持了太平洋-印度洋两大洋间的平衡关系,对全球大洋环流的结构和长期的气候变化有重要作用。     

张力腿平台绕流数值模拟分析

在一定来流条件下,张力腿平台(tension leg platform,简称TLP)的立柱后缘出现周期性的交替旋涡脱落,致使立柱受到垂直于来流方向的升力和平行于来流方向的阻力作用,导致TLP产生大幅度往复运动,显著增加平台结构和系泊系统的负载。目前,关于单柱、多柱结构绕流问题的研究较多,但对于TLP绕流特性的研究较少,机理尚存不明确的地方。为研究TLP的绕流力变化情况和流场特征,开展了数值模拟分析。利用计算流体动力学数值模拟软件,基于雷诺平均(RANS)法和分离涡模拟(DES)法对TLP绕流场进行仿真分析,揭示了TLP的绕流特性。结果表明,在3种来流角度和多个折合速度V_r下,TLP绕流的流体力系数存在明显差异,升力系数时域曲线呈现脉动性。TLP的上、下游立柱间存在明显的相互作用,影响了旋涡的形成与发展。TLP的旋涡脱落大多集中在平台固有频率附近,且在V_r=7,来流角度为0°时,升力系数频谱峰值最大,旋涡脱落集中。     

获钼钨2多项金国属家矿专开发利技术

经过3年多时间的攻关,额济纳旗盛源矿业公司流沙山钼钨多金属矿综合开发利用技术研究取得突破,获2项国家专利,使一个停产半停产状态的企业重新复苏。钼是航空航天、钢铁工业必不可少的添加剂,氧化钼矿石加工一直是世界性公认的选矿难题。2008年,经过细致的选矿运转,世界上第一条完整的氧化钼生产线在盛源矿业有限责任公司流沙山钼金矿试车成功,开创了     

方解石脉双晶纹方法在工程勘察中的应用

在工程区基岩被第四纪土、江水等覆盖的情况下，如何充分利用好获得的钻孔岩芯来分析断层的发育和活动性情况就显得非常重要。为此，地基勘察中引入一种显微构造分析方法，即方解石脉双晶纹分析方法。方解石脉双晶纹能解决断层的活动期次、每一期次的强度、断层应力场、断层性质、断层活动时的环境条件和最后一次活动的时代等问题。由于方解石脉双晶纹发育的广泛性，使之具有推广价值。     

不同排列方式和间隙比下双圆柱流致振动特性研究

采用基于ALE的流固耦合分析方法,将圆柱体振动模型简化为平面双自由度质量-弹簧-阻尼系统,进行了计算参数无关性分析。对不同θ角和间隙比T下的双圆柱流致振动进行数值模拟,并与单圆柱振动计算结果进行比较,得到了不同θ角和间隙比T下中心圆柱的升阻力系数、流场分布和运动轨迹变化情况。通过分析发现小间隙比下由于两圆柱间的相互干扰,改变了中心圆柱的尾涡结构,导致了升力和阻力系数随不同θ角而发生变化;小间隙比下由于两圆柱间的相互干扰影响,均使中心圆柱的轨迹在不同θ角下发生了较大的变化,顺流向的振动频率与单圆柱振动时相比出现了多倍频,导致其运动轨迹发生了变化。     

南海西南部海盆附近中尺度涡及其水文特征

根据"东方红2"于2011年9月在南海西南部11°N~15°N、111°E~114°E海域测得的CTD资料及据此的地转流计算结果,结合南海的海流数值计算结果的对比分析,得出南海西南部海盆附近水域中尺度涡的基本分布规律及其水文特征:(1)以12°N~13°N附近宽约100km的条带作为分界,其北部是气旋式运动,南部是反气旋式运动。(2)气旋涡中心产生上升流,底层水上升,中心密度大。表层表现为低温高盐高密特征;200m层表现为低温低盐高密特征;1 000m层则表现为低温高盐高密特征。(3)在反气旋涡中心产生下降流,海水密度小。表层表现为高温低盐低密特征;200m层表现为高温高盐低密特征;1 000m层则表现为高温低盐低密特征。(4)在8~9月,上述北气旋、南反气旋的分布流态基本不变;(5)季风的影响是因素之一,而地形影响更是调查区域双涡旋流动结构的重要动力机制。