Damping of Oblique Ocean Waves by a Vertical Porous Structure Placed on a Multi-step Bottom

Oblique ocean wave damping by a vertical porous structure placed on a multi-step bottom topography is studied with the help of linear water wave theory. Some portion of the oblique wave, incident on the porous structure, gets reflected by the multi-step bottom and the porous structure, and the rest propagates into the water medium following the porous structure. Two cases are considered： first a solid vertical wall placed at a finite distance from the porous structure in the water medium following the porous structure and then a special case of an unbounded water medium following the porous structure. In both cases, boundary value problems are set up in three different media, the first medium being water, the second medium being the porous structure consisting ofp vertical regions-one above each step and the third medium being water again. By using the matching conditions along the virtualvertical boundaries, a system of linear equations is deduced. The behavior of the reflection coefficient and the dimensionless amplitude of the transmitted progressive wave due to different relevant parameters are studied. Energy loss due to the propagation of oblique water wave through the porous structure is also carried out. The effects of various parameters, such as number of evanescent modes, porosity, friction factor, structure width, number of steps and angle of incidence, on the reflection coefficient and the dimensionless amplitude of the transmitted wave are studied graphically for both cases. Number of evanescent modes merely affects the scattering phenomenon. But higher values of porosity show relatively lower reflection than that for lower porosity. Oscillation in the reflection coefficient is observed for lower values of friction factor but it disappears with an increase in the value of friction factor. Amplitude of the transmitted progressive wave is independent of the porosity of the structure. But lower value of friction factor causes higher transmission. The investigation is then carried out for the second ca     

Wave Scattering by Porous Bottom Undulation in a Two Layered Channel

The scattering of plane surface waves by bottom undulations in channel flow consisting of two layers is investigated by assuming that the bed of the channel is composed of porous material. The upper surface of the fluid is bounded by a rigid lid and the channel is unbounded in the horizontal directions. There exists only one wave mode corresponding to an internal wave. For small undulations, a simplified perturbation analysis is used to obtain first order reflection and transmission coefficients in terms of integrals involving the shape function describing the bottom. For sinusoidal bottom undulations and exponentially decaying bottom topography, the first order coefficients are computed. In the case of sinusoidal bottom the first order transmission coefficient is found to vanish identically. The numerical results are depicted graphically in a number of figures.     

分层海模式中内波对潜体的作用力

以近似潜艇的细长回转体为模型,在线性分层海模式的不同水深和模态中,利用边界元方法计算了内波对潜体的一阶垂荡波浪力和一阶纵摇波浪力矩。结果表明:潜体受到内波荷载的数值与入射波的频率和模态数以及其所处的水深有关。     

沙波阻力问题的研究

根据前人及作者的分析,沙波阻力取决于泥沙运动相对强度φ′;水流福氏数Fr;水流雷诺数Re;沙粒沉降雷诺数Rew和河床相对糙率D_(50)/Rb。根据420组水槽试验资料的回归分析,获得了沙波阻力关系式。回归方程与试验资料相比,相关系较达0.98;同黄河、长江和渭河的现场资料相比,也能很好地相符,用其计算平均流速能够得到满意的精度。     

潜航体在海水界面兴起的内波夹角

水下潜航体在分层海水中兴起内波，这与水面船在海面兴起的Kelvin波并不一样。其中一个具体的区别是两类波迹的夹角大小。对Kelvin波的研究已相当成熟，对内波的研究正方兴未艾。本文是有关内波系列研究工作的一部分，采用一种简单而直截了当的计算方法，分近、远场具体计算出水下潜航体在海中兴起的内波夹角大小和范围。     

波浪作用下粉沙质底沙运动特性的试验研究

本文利用山东潍坊现场沙(d_(50)≈0.0813mm),通过水槽试验研究了波浪作用下粉沙质底沙的运动特性、床面形态、起动特点及输沙规律等,为分析研究粉沙质海岸的泥沙问题提供了基本数据和研究方法.     

海浪磁场噪声的仿真与消除

基于J.T.Weave的海浪电磁场的理论模型和PM海浪谱,对海浪磁场噪声进行了仿真,通过分析海浪磁场的频谱特性,发现海浪磁场和远程目标磁场的频谱是分开的,利用低通滤波器消除海浪磁场噪声,从而提高对远程磁性目标的探测精度.     

EMD在海洋内波研究中的应用

采用南海内波的实测资料,利用EMD方法对内波波动进行水平和垂向的分解,并由低频模态拟合函数并叠加得到了内波引起的温度波动的函数,由垂向位移得到了内波垂向模态的一种获取方法,为非线性的海洋内波研究提供了依据。     

Morphological Research on Geometrical Scattering Waves of an Underwater Target

In this paper, a new method based on morphologic research named reconstruction cross-component removal(RCCR) is developed to analyze geometrical scattering waves of an underwater target. Combining the origin of the cross-component in Wigner-Ville distribution, the highlight model of target echoes and time-frequency features of linear frequency-modulated signal can remove cross-components produced by multiple component signals in Wigner-Ville distribution and recover the auto-components of output signals. This method is used in experimental data processing, which can strengthen the real geometric highlights, and restrain the cross components. It is demonstrated that this method is helpful to analyze the geometrical scattering waves, providing an effective solution to underwater target detection and recognition.     

大型集装箱船在斜浪工况下的扭矩特征研究及结构强度分析

随着大型集装箱船的发展,针对斜浪条件下扭矩载荷特性及其结构强度的分析研究日益重要.本文采用选定的某大型集装箱船开展动态载荷(DLA)分析,建立了水动力湿表面计算模型和质量模型,研究基于扭矩传递函数和主要载荷控制参数的斜浪设计波参数确定方法,分析超越概率水平对扭矩载荷计算结果的影响.考虑典型斜浪参数和超越概率水平,分析对比DLA扭矩与船舶规范(ABS和HCSR)扭矩的差异及原因,提出集装箱船扭矩载荷计算与应用的建议.在此基础上,选定3个斜浪计算工况(45°,60°和75°)开展结构强度分析,通过分析应力计算云图,研究扭矩载荷下船体结构响应的关键位置及其应力趋势.该研究可为大型集装箱船结构设计过程中船体梁扭转强度计算、舱口角隅设计、抗扭箱强度评估等方面提供有益的参考.     

分层流中内波与海洋结构物相互作用研究

在密度分层的海洋中,活动频繁的内波对船舶与海洋工程结构物安全性和正常运行造成直接的破坏性影响,研究内波与结构物作用具有重要的学术意义和工程实际应用价值。本文通过对结构物进行分类,介绍了国际上分层流中内波与海洋结构物相互作用的研究动态,并对其发展趋势做了相关探讨。     

辽河口西水道河床演变分析

本文根据辽河口西水道的泥沙、水文动力条件,分析该水道的演变规律和泥沙来源,给出西水道分沙及分流比值和冲淤变化的内外条件,并得出计算的经验公式,该公式通过动床模型试验结果验证具有较高的实用性,可以为西水道的进一步研究提供科学依据。     

西北太平洋温带气旋中波浪的分布特征

利用日本发布的2006—2009年的亚洲地面分析图和西北太平洋波浪分析图,对冬春季发生在西北太平洋上的156个温带气旋的波浪分布特征进行了统计分析,得到了温带气旋中最大波高和4 m以上大浪的一般分布特征:最大波高中心主要分布在气旋中心S-SW方向上100~600 n mile范围内,其中200~300 n mile范围内出现率最高;4 m以上大浪范围不以气旋中心呈对称分布,气旋南侧大于北侧,其中西南侧最大;最大波高和4 m以上大浪范围与气旋强度有关,一般强度越强,最大波高和4 m以上大浪范围越大,反之,则越小。对于中心气压在980 hPa以下的强温带气旋,最大波高均在6 m以上,平均最大波高在8 m以上,4 m以上大浪的平均最大范围可达1 000 n mile以上,平均最小范围在300 n mile以上。     

水下不同边缘扁平结构散射声场特性研究(英文)

鉴于实际中存在的水下扁平结构的边缘特点,也为研究不同边缘附加结构形式对其散射声场的影响规律,并为边缘衍射效应影响抑制机理与技术等奠定基础,本文通过采用边界积分方法和边界元数值计算技术,并结合水下目标散射强度估计和水声无源材料自由场测试等工程实际,对不同边缘结构形式的水下扁平结构在不同频率范围和空间几何配置条件下的散射声场分布规律开展了定量的研究与分析.研究结果表明:在发射声源与结构几何配置等条件一定的情况下,无论前向散射还是镜向散射,附加边缘结构扁平矩板结构散射声场在频域和空间分布趋势上与未附加边缘结构的基本一致,即低频段起伏较小,而中高频段则波动较为剧烈,与结构距离越近越剧烈,这在前向散射中表现得尤为明显,其与波贡献主要成分、附加边缘的结构类型、边缘结构附加方式、结构参数、声波相干作用和边缘重数等因素密切相关.     

波动水面对近水面目标声反射的影响分析

在水下目标强度的测量中,当目标体接近水面时,与自由空间情形相比,声波受到水面的散射及多径作用使回波强度发生变化。文章应用波动水面的平均反射系数计算方法,得出符合高斯分布的粗糙水面的反射系数与声波频率、入射角度的变化关系。计算了在四种不同传播路径作用下目标强度的结果。最后通过水池试验,验证了在高瑞利系数下结果的正确性。     

非线性波浪水槽内波浪的产生和传播

文章在波浪水槽内通过数值模拟和物理实验相结合的方式,研究了波浪的产生和传播问题。在高阶谱计算模型中引入数值造波边界条件,建立了非周期谱波浪水槽。基于该水槽研究了具有不同波要素波浪的产生和传播问题,通过与理论解的比较验证了数值结果的正确性。结果表明线性波浪理论可预测具有较小Ursell数波浪的传播,而随着Ursell数的增大,波浪的运动可用二阶波浪理论解来描述。最后通过数值模拟结果和实验结果比较,验证了数值水槽的有效性,分析表明,波面升高及其对应振幅谱的计算结果与实验数据吻合较好。     

基于AQWA计算规则波中新型海工船的运动响应

本文应用三维势流理论的水动力软件AQWA分析一种新型工程船舶在波浪中的运动响应,新型船为改造的波兰中型集装箱船B-573,设计搭载Pram型艉和POD吊舱式推进系统的新型海工船.本文计算此船在规则波中不同浪向角条件下的六个自由度的频域和时域的运动响应,得到在不同浪向角下船体的响应振幅算子RAO,计算船舶顺浪下不同船速的垂荡RAO以及纵荡、垂荡和纵摇三个自由度的一阶、二阶波浪力,分析结果显示该新船型具有良好的耐波性.     

一次性浮标式海表温度采集系统的设计

由于海表温度、空气湿度、气压等是影响蒸发波导的重要因素,针对海表温度的采集,基于AT89C2051和DS18B20、CC1020设计的一次性小型测温浮标系统.给出了该系统的软、硬件主体部分以及电路.该系统具有检测精度高、使用简单、成本低和工作稳定可靠等特点.