Sea state estimation using multiple ships simultaneously as sailing wave buoys

The article presents initial ideas towards a network-based approach for sea state estimation used for marine operations and other maritime applications. In principle, all available means, ranging from in situ buoys, fleet of ships to remote sensing by satellite and aircraft, could be considered, emphasising that each means and any combinations among may act simultaneously. This study focuses on just one of the means; the use of ships as sailing wave buoys. The article introduces the wave buoy analogy, i.e. ship-as-a-wave-buoy, and it makes a proposal on how to impose (different) weights to the single ship-specific wave spectrum estimates obtained from multiple ships. Moreover, the work includes a discussion about the importance to associate a measure to reflect the (un)certainty of the wave spectrum estimate. The article presents a numerical case study, where multiple ships act simultaneously as wave spectrum-estimators. The case study relies on numerical motion simulations, as appropriate full-scale data is not yet available. In the analysis, it is shown that the use of simultaneous data from multiple ships leads to more accurate wave spectrum estimations.     

含沙浑水体的黏度测量及应用分析

含沙浑水体的高速冲击会对海底构筑物造成破坏,在计算浑水体对构筑物的作用力时,黏度是一项重要参数。本文利用落球试验和流变仪测试试验,测定了不同浓度含沙浑水体的黏度,给出其起始黏度与动力作用后的稳定黏度。结果表明:含沙量在大于400g/L时,浑水体为可用赫巴模型描述的非牛顿流体,并可简化为宾汉体;在含沙量小于400g/L时,浑水体仍可用宾汉体模型描述,在忽略较小的初始剪切应力时,可简化为牛顿流体。浓度大于400g/L的浑水体的起始黏度约为稳定黏度的100倍。文中讨论了含沙浑水体起始黏度与稳定黏度在工程计算应用中的适用情况。     

内蒙孪井灌区土壤盐分运移规律分析

研究了孪井灌区典型地段包气带土层可溶盐分在灌溉前后的变化,分析了灌溉水和土壤水盐分动态特征,并在室内进行了不同类型土壤的淋滤试验。结果表明引黄灌溉是使土壤脱盐的过程,尤其是灌溉初期,土壤脱盐非常明显。灌溉洗盐与包气带岩性和灌水量有关,砂壤土较黏砂土易脱盐,土壤初始含盐量越大,灌溉量越大,土壤脱盐量就越大。     

几种非线性滤波算法的性能比较与分析

在非线性状态估计中,传统的扩展卡尔曼滤波通过线性化来实现高斯近似,由于截断误差的存在很难保证估计精度;而基本粒子滤波容易出现粒子退化,导致滤波发散。针对粒子滤波的两个基本假设：蒙特卡罗假设和重要采样假设,采用蒙特卡罗随机链的方法来提高粒子的多样性,并利用无味卡尔曼滤波来产生更高精度的替代分布,发展了无味粒子滤波。通过仿真实验证明,相比较扩展卡尔曼滤波和基本粒子滤波,改进后的无味粒子滤波算法性能更优越,对含有非线性非高斯的状态估计问题有更好的滤波效果。     

基于卫星地面站天线状态预测的任务再规划

集成运行控制系统(Integrated Operation and Control System,IOCS)是极轨气象卫星地面应用系统的重要系统之一,其主要作用之一是规划多卫星地面站接收任务,确保全球资料的完整获取。当卫星地面站某个天线出现异常或不可用时,若仍按原有的任务规划进行数据接收,将直接造成全球资料的不完整,因此需要研究卫星地面站天线状态的预测和相应的任务再规划技术,从而及时发现和处理卫星地面站的天线异常、降低连续多轨数据接收失败风险,最终达到提高极轨气象卫星数据接收成功率的目的。文章设计了基于统计分析的卫星地面站天线状态预测方法,并研究了对后续系统运行改变最小、易实现和结果可复核的任务再规划方法。     

代理协助P2P-VoD系统中基于缓存状态的服务节点选择策略

研究P2P-VoD系统中提供流媒体服务的公平性问题,提出基于缓存状态的DRPS(Data Receiving Peers as Suppliers)服务节点选择策略,并设计基于DRPS的预分配调度算法PSA(Preassign Scheduling Algorithm)。首先根据缓存状态将节点分类,再结合节点的可用带宽和可用概率进行排序,优先从RS(Receiving Set)节点类中选择服务提供者,最后由客户端执行PSA算法。仿真实例表明该策略的有效性。     

南海油气资源潜力及勘探现状

南海的油气资源极为丰富,享有“第二个波斯湾”的美誉.南海地貌类型多样,地形复杂,其战略位置极为重要,是东亚及相邻各国必经之路.资源之争,使得周边各国使出浑身解数,发展海洋经济与技术,1981年至2002年,越南就从南沙海域的油田中开采了1亿吨石油、15亿多立方米的天然气,获利250亿美元,南海石油已成为越南国民经济的第一大支柱产业.近半世纪中国南海油气勘探工作取得巨大的成就,发现了26个新生代盆地,取得了南海海域的基本石油地质成果,为南海的勘探开发奠定了基础.南海具有巨大的勘探空间及技术发展空间,每一次的技术进步,都会带来南海油气勘探的质的飞跃.     

通过水体置换降低水库富营养化风险：长江口青草沙水库案例研究

城市淡水系统的富营养化风险是世界范围内普遍关注的问题。多种物理、生物和化学技术手段被应用到富营养化湖库的治理当中,以期抑制水体的富营养化程度和藻类生物量。经证实,在未有效降低营养盐来源的情况下,这些手段的效果有限。而在发展中国家,控制营养盐来源可能需要花费数十年的时间。本研究旨在分析某一高营养盐负荷的沿海水库的富营养化和藻类水华风险,以期确认通过水利调度来抑制水库富营养化状态的可行性。该案例水库为位于长江口的青草沙水库。该水库2009至2012年期间的库内五个点位的水质数据被用于进行案例分析。水质指标包括水温、透明度、溶解氧、总氮、总磷和浮游植物叶绿素a。该水库的建设期为2009年4月至2010年10月,期间水库未曾与长江口发生水体交换。该水库的试运营期为2010年10月至2011年1月,正式运营期为2011年1月至今。在运营期间,库内与长江口的水体交换逐步上升。综合营养状态指数（TLI）被用于评估该水库的营养状态变化情况,该指数是通过数个代表性水质指标计算得到。库区的TLI指数峰值在2009年夏季可达51,在2011年夏季可达55,超过TLI指数的富营养化阈值50。TLI的谷值32出现在2010年的夏季。水质观测期的其他时段的TLI指数均可保持在50以下。以上分析结果表明：水库在2009年和2011年夏季由于过量的营养盐负荷和藻类水华迅速恶化到富营养化状态。水库在2010年和2012年均未出现富营养化状态和藻类水华,这是由于2010年期间水库缺少营养盐输入,2012年期间水库调度充分地置换了库区水体。库区水质指标的时空变化均通过文中的观测资料和数据分析进行展示。经分析表明,通过潮汐涨落来充分置换库区水体的水库调度手段是一个极为经济有效的抑制高营养盐水体富营养化和藻类水华的工程手段。     

波浪作用下单桩基础周围海床液化机制研究

建立波浪作用下单桩周围三维海床动力响应模型,考虑自重影响下的海床长时间固结过程。采用已有物理模型试验数据对模型进行验证,证实其具有较好的适用性。模拟波浪作用下单桩周围三维海床液化区域,通过定量分析超孔隙水压力和土体初始有效应力的变化,讨论单桩插入深度对海床液化的影响机制。研究表明,单桩插入深度发生变化时,土体初始有效应力对海床液化的影响要大于超孔隙水压力,且影响程度随着插入深度的增加而逐渐增大。