预修正快速傅里叶变换高阶边界元方法在波浪对物体作用问题中的应用

边界元方法被广泛应用于波浪对海上婕筑物作用领域,但由于传统边界元方法的存储量和计算量均为未知量的平方量级,很难满足大范围多未知量问题的计算需要.本文基于高阶边界元方法,应用预修正快速傅里叶变换方法,使计算量与存储量分别降低至O(NlogN)和O(N)量级,并得到一个连续的压强分布以适应结构设计的要求,同时可以通过使用满...     

太平洋东边界波浪输运

通过计算2000年涌浪指标(swell index)的全球分布,发现太平洋东边界赤道附近区域存在涌浪池.利用ECMWF再分析波浪资料,计算出2000年全球月平均波浪体积输运.比较2000年全球月平均波浪体积输运和2000年QUICKSCAT月平均风场,发现在赤道太平洋东边界涌浪池区域内的波浪输运方向和风向存在很大的差别,两者方向相差大约90°.这进一步验证了该地区涌浪池存在的真实性.研究发现,赤道太平洋东边界涌浪主要来源于北太平洋和南太平洋的西风带对应的海区.在涌浪池区域内分别在2.5°S和2.5°N取两条边界(边界起点为125°W,终点为美洲大陆西边界),计算通过这两条边界进入赤道区域涌浪的Stokes体积净输运量.结果表明,不同月份通过南、北两条边界波浪的净输运量与当月南、北太平洋西风带的风浪强度密切相关.同时指出了,涌浪的体积输运将会对大洋环流系统产生潜在的重要影响.     

不规则波作用下岸基式振荡水柱波能装置的水动力性能研究

为了研究真实海域中振荡水柱（OWC）波能转换装置的水动力性能,本文基于势流理论和高阶边界元方法,建立了不规则波与岸基式OWC波能装置相互作用的二维非线性数值模型,不规则波基于JONSWAP谱生成。为了考虑由于水体黏性引起的能量耗散,在气室内水面边界条件中引入人工黏性阻尼。并在大连理工大学波流水槽中开展了物理模型试验,对数值模型的有效性进行了验证。研究发现,在不规则波作用下,OWC波能装置的水动力效率相较于规则波作用下有所降低,特别是在低频波区域效率差值最大。与规则波相比,不规则波浪作用下装置峰值效率对应的频率变大。气室内的相对水面高程随着有效波高的增加而降低,而气室内相对气压则随有效波高的增加而增大。OWC波能装置的水动力效率受有效波高的影响较小,其峰值效率对应的频率不受波浪非线性的影响。本文可以为OWC波能装置的设计提供参考。     

海洋底质类型图矢量化智能制作技术研究

海洋底质类型图是海洋学研究重要的基础图件之一。针对现有海洋底质类型图制作方法存在的问题,本文利用随机森林算法,对作图数据网格点处的底质类型进行预测,并基于ArcGIS矢量操作功能改进了底质类型面要素生成与平滑方法,解决了常规成图方法存在的锯齿状边界、后期修改不方便等问题,开发了海洋底质类型图矢量化智能制作技术。利用渤海区域沉积物粒度数据开展应用试验,结果表明,在缺乏沉积物组分信息的情况下,该方法可以获得较好的制图结果,具有一定的实用价值,是对传统底质类型图制作方法的补充与改进。     

基于FLUENT的海洋内孤立波数值水槽模拟

基于FLUENT商业软件及其二次开发功能,在标准κ-ε湍流模型下,采用VOF方法追踪两层流体内界面,通过给定入口速度和水位的设置造波边界法,建立了可有效模拟弱非线性内孤立渡的分层流数值水槽,并与仿物理的双板造波方法进行了比较.采用设置边界法所造的波形与理论值符合较好,这为数值分析内孤立渡与海洋结构物相互作用问题提供了一条更加有效的途径.     

江南造山带中段地壳结构特征——来自武宁—吉安深反射地震随机介质相关长度分析的认识

江南造山带位于扬子和华夏地块中间,受华南陆块及其周缘多期次的碰撞、裂解及再造过程影响,经历了复杂的构造运动和变形,于中生代期间受区域构造-岩浆事件影响,发生成矿“大爆发”,是研究陆内深部过程、成矿作用的关键地区。受沉积覆盖、出露较少等因素影响,江南造山带中段地壳结构、深部过程及其边界范围等还存在争议。为进一步提高对江南造山带中段中生代深部构造背景、动力学过程及成矿作用的认识,本文利用武宁—吉安深反射地震数据,进行随机介质参数的计算,获得了相关长度剖面。结果发现江南造山带中段地壳厚度沿剖面由北向南逐渐减薄,结合前人研究推测研究区受控于燕山期晚期伸展构造体制,在伸展构造背景下,导致地壳减薄,诱发幔源物质上涌,受地幔上涌影响由南往北逐渐减弱。同时揭示了宜丰—景德镇断裂深大断裂极性,进一步证明了萍乡—广丰断裂为江南造山带中段与华夏地块的边界。最后综合分析了中生代区域构造对成矿的影响,认为在伸展构造背景下,幔源物质沿断裂上涌控制了该区金、钨等矿床的形成。     

东营凹陷南坡近地表化探研究

利用引进的近地表化探系统,在济阳拗陷东营凹陷南坡的草桥油田进行了化探资料的采集、分析、处理及解释。研究证明:该系统在资料采集和现场质量控制方面有着明显的技术优势,在己知油田的断层、油水边界和油层尖灭线都有明显的地化异常。通过各种方法实验,对烃类在纵向上、横向上的丰度变化进行了初步探索。     

纳入动态数据的改进FLUS模型在城市增长边界划定中的应用

城市增长边界是管控城市建设用地无序扩张的有效手段,科学合理划定城市增长边界是当前研究关注的重要课题。本研究试图引入百度动态交通时间和POI数据改进FLUS模型,以长沙市中心城区为例,采用2000、2010和2018年3期土地利用数据对比验证改进FLUS模型模拟精度,并利用改进FLUS模型设置2种情景,模拟2030年长沙市中心城区土地利用变化,结合用地适宜性评价划定城市增长边界。结果显示：① 纳入动态数据的改进FLUS模型模拟2010年和2018年土地利用相比原模型KAPPA系数提高了2.90%和2.74%,总体精度提高了1.79%和1.83%,表明改进模型具有更高模拟精度;② 利用改进FLUS模型模拟的2030年长沙市中心城区土地利用变化,基准情景和生态保护情景建设用地规模分别为930.06 km²和881.36 km²,均以耕地转为建设用地比例最大;③ 长沙市中心城区刚性增长边界范围为1479.59 km²,占中心城区总面积的37.38%,边界内包含了芙蓉区、天心区、雨花区、岳麓区和开福区的大部分区域;④ 基准情景和生态保护情景下,长沙市中心城区弹性增长边界面积分别为799.35 km²和742.92 km²,建设用地扩张空间主要为长沙县和望城区,结果与2010版长沙市城市总体规划拓展方向一致。纳入动态数据的改进FLUS模型多情景模拟划定城市增长边界,能更高精度的为规划决策提供科学依据。     

沿海和岛屿重力海潮负荷改正模型——以马祖岛为例

基于NAO99b全球海潮模型、NAO99Jb区域海潮模型、验潮站资料和SRTM地形数据确定的高空间分辨率海陆边界数据,构建我国沿海和岛屿高精度重力海潮负荷改正模型。以马祖岛为例介绍该模型,并采用实测的绝对重力测量资料进行验证。结果表明,经该模型改正后的重力观测精度明显提高。     

基于图像退化模型的天气现象识别

在不同的天气条件下,由于气溶胶对光波的散射作用,通过成像系统获得的图像都会有一定程度的退化。利用图像的退化模型可以获取与天气现象相关的参量,从而达到识别天气的目的。对不同天气条件下得到的同一场景图进行研究,运用多垂线检测法,检测出不同天气条件下直线模糊边缘上的灰度值,采用signloid函数拟合出刃边函数,进而求出线扩散函数。通过分析线扩散函数的变化规律,总结出其与天气现象之间的紧密联系。测试结果表明,应用该方法对于晴天、薄雾、雨、霾、沙尘暴等天气现象具有一定的判别效果。