钙质砂颗粒形状及破碎特性试验研究

单颗粒强度及形状是影响钙质砂强度、变形和破碎的重要因素。以0.5～1.0 mm和1.0～2.0 mm粒径范围的钙质砂颗粒为研究对象,开展了颗粒形状及尺寸分类统计和单颗粒破碎试验,研究了力—位移关系、单颗粒强度—平均粒径关系和单颗粒破碎能量。结果表明：块状颗粒是钙质砂的主要形状颗粒,粒径较大颗粒的形状不规则程度较高。块状颗粒的破碎过程根据力—位移关系曲线中第一次颗粒破碎力、颗粒破碎峰值力和颗粒完全破碎力出现位置的不同分成5种情况,以颗粒发生多次破碎为特征的情况Ⅰ和情况Ⅱ出现次数最多,其余情况仅在0.5～1.0 mm粒径范围的颗粒中出现。单颗粒强度随平均粒径的增大而减小,1.0～2.0 mm和0.5～1.0 mm粒径范围的单颗粒强度分形维数分别为2.95和1.53,粒径较大的钙质砂颗粒更容易破碎。提出了钙质砂单颗粒破碎能量的简化计算公式,1.0～2.0 mm粒径范围的单颗粒破碎能量较0.5～1.0 mm的更大。     

海南东方岸外海底沙波活动性研究

对海南东方岸外 2 0～ 50 m水深海底沙波形成的动力环境、形态特征、剖面结构及其分布特征进行了描述和分析。根据环境参数 ,对其活动性进行了计算 ,并将计算结果与发育环境相类似的 Surtainville沙波进行了类比。认为研究区沙波主要系在潮流作用下形成。研究区沙波迁移速率为每年数米。东区 (水深 2 0～ 40 m)是沙波发育的主体 ,受落潮流作用 ,沙波自北向南迁移 ;西区 (水深 36～ 52 m)沙波受涨潮流控制自南向北迁移 ;中区为过渡区 ,沙波相对稳定     

西太平洋暖池时空分布特征及其与ENSO的关系

应用NCEP/NCAR SST资料和SODA海温资料,分析研究了热带太平洋海温场的变化特征,讨论了气候突变前后热带西太平洋暖池(以下简称WPWP)形态的显著变化及其差异,由此重新界定了WPWP的范围,并进一步分析了WPWP的时空变化特征。结果表明,新界定的WPWP气候平均场与前人定义的气候平均场分布特征基本相同,但也存在一定的差异。新界定的WPWP的优点在于它不仅能够客观反映出气候(海洋)突变前后西太平洋暖池的时空变化特征,而且重要的是可以避免由前人定义的WPWP与东太平洋暖池合为一体的现象发生,从而避免人为地计算WPWP面积变化带来的结果差异。新界定的WPWP平均深度可达130 m左右,呈现出西浅东深的"耳状"分布特征,在冬春季节,南北(经向)窄东西(纬向)宽,呈纬向带状分布;在夏秋季节,WP-WP明显向北扩展。平均深度最大中心位于(5°S,180°)附近。由WPWP区域不同深度的异常海温变化与Niño3指数的相关分析可知,WPWP次表层异常海温变化与Niño3指数呈显著的负相关关系,而与表层的异常海温的关系并不密切,这一结果进一步证明了西太平洋暖池对ENSO的贡献是来自次表层异常海温的东传。     

An extension of the Airy theory for linear waves into shallow water

As a fully developed (Airy) wave propagates from deep into shallow water, its crest becomes more peaked while the trough flattens out. The median crest diameter MCD, defined as the distance between the wave flanks under the crest at a level halfway between the crest and trough, therefore decreases relative to the similarly defined median trough diameter MTD, which remains constant up to the breaking point. The MCD is directly related to other wave characteristics, which enables water particle velocities to be calculated for any water depth without having to recur to more complex, higher-order Stokes, cnoidal or Fenton theories. Over a nearly horizontal bottom, most fully developed wave characteristics can be expressed as functions of the wave period T_w. It is shown that the horizontal particle velocity at the bottom under the breaker crest is at least 9 times faster than under the breaker trough, which explains why sediment is transported landward under fair weather conditions. The proposed equations also shed new light on the formation of spilling, plunging and surging/collapsing breakers.     

轴向受压矩形开孔板极限强度近似计算

针对受均匀轴向压力的矩形开孔板剩余极限强度的问题,考虑矩形板中间开圆孔和腰圆孔两种典型形状,四种边界条件下,以板的柔度系数、开孔率为主要影响参数通过大量非线性有限元数值计算分析,采用一种新的拟合方式提出了矩形开孔板轴向受压剩余极限强度的简化计算公式,新经验公式能够很好地反映开孔所导致板极限强度的衰减趋势。将所提出的经验公式计算结果分别与相应的试验结果、非线性有限元计算结果及其他经验公式计算结果进行对比分析。结果表明所提出的经验公式相比已有的经验公式计算更为准确,适用范围更广,可以用来预报不同边界条件下轴向均匀受压开孔矩形板的极限强度。     

面轮廓线相似性和复杂性度量及在化简中的应用

本文对同名实体相似性和复杂性进行综合研究,通过抽取多个尺度下的内弦长、外弦长及弧到弦的平均投影长度构造弦特征矩阵,建立了多尺度面轮廓线相似性度量模型。依据边的振动频率及幅度,从凹口比例、凸壳周长相对增量及最小外包圆面积相对增量3个方面建立复杂性度量模型。在验证两类模型正确性和有效性的基础上,分析了不同复杂度目标在不同尺度下相似性变化规律,据此给出基于相似性约束的自动化简的一般流程。试验表明,本文方法可为化简算法设置合理阈值参数,增加化简算法的自动化程度。     

不规则体体积计算三维激光点云切片法

体积参数是空间体对象形态分析的基本内容,难点是不规则体的体积计算。本文提出的点云"切片法",快捷准确地解决了由三维激光扫描空间体对象所得点云体的体积计算难题。该法先将三维激光扫描空间体对象所得点云按特定方向顺序进行等间距的切片处理,得到与点云体相对应的、离散的系列点云切片;再依切割次序逐一搜索点云切片外轮廓多边形,并计算多边形(即点云切片)的面积;最后,利用切片面积和相邻切片间距求解点云段块体积,并求和得到整体点云体(即所扫描空间体对象)的体积。算例计算结果与分析表明,基于切片的不规则体的三维激光扫描点云的体积计算方法正确、简洁、可靠、高效、可控,可以解决不规则体的体积计算问题。     

Numerical modeling of crenulate bay shapes

A numerical model is developed to compute the shoreline planform in a crenulate bay beach. The new model combines polar and Cartesian coordinates and can be used effectively to compute a hooked zone shoreline in the lee of upcoast headland. The model is calibrated using laboratory data with an incident wave angle ranging from 25° to 60°. The results of calibration and verification suggest that the ratio of the sediment transport parameters by wave and longshore current in this model is close to unity, and the computed shoreline planforms for the hooked and unhooked zones are in good agreement with the ones measured, especially when a bay is close to static equilibrium. In addition, the bay shape calculated by the present model is similar to that given by the well-known empirical parabolic equation for a bay in static equilibrium. The process of bay shape development from a straight beach to a static equilibrium bay is studied using laboratory experiments and the present numerical model. The temporal variations in the computed longshore sediment transport at different locations within a bay beach are analyzed. From this the decrease in the sediment transport becomes apparent while a bay beach changes its shape from straight toward a state of equilibrium. Based on this experience, it may be concluded that the present numerical model can produce a temporal change in the shoreline planform of a crenulate bay beach from a transition state to static equilibrium subject to seasonal wave action.     

准噶尔盆地南缘一次强对流风暴雷达回波演变特征

利用Doppler雷达产品,结合常规观测资料对2008年7月25日中国准噶尔盆地南缘冰雹、强降水的雷达回波结构演变特征进行分析。结果表明：此次冰雹、强降水天气过程发生在西伯利亚至巴尔喀什湖冷槽东南象限的对流不稳定层结中,近低层至地面有中尺度辐合切变线。强风暴的演变可归为＂逗点—‘人’字形—螺旋形＂3个回波阶段,相应径向速度图上出现＂逆风区＂、中气旋和辐合区。冰雹的雷达回波强度中心值超过65 dBz6,0 dBz回波顶高为5.5 km,65 dBz回波顶高为3.0 km。垂直累积液态含水量由10 kg·m^-2增至70 kg·m^-2。强降水的雷达回波强度中心值达60 dBz,55 dBz回波顶高为3.7 km6,0 dBz回波顶高为2.2 km。垂直累积液态含水量由15 kg·m^-2增加至55kg·m^-2。Doppler雷达产品对冰雹、强降水天气监测预警具有指示意义。     

利用10 m高度风速推算风机轮毂高度平均风功率密度

通过对华南地区27个测风塔为期1年的铁塔观测资料进行分析,发现平均风功率密度指数值均小于3倍的平均风速指数值,利用平均风速和形状参数随高度的变化的经验公式,推导出由10m风速资料推算风机可能的轮毂高度的平均风功率密度的新方法,应用该方法对现有铁塔资料进行交互拟合分析,其平均相对误差9.6%,可为无梯度测风观测站点由10m高度风速的频率分布推算风机可能的轮毂高度平均风功率密度提供参考。