较大尺度下潮流物模试验理论可行性的数值研究

以渤海及其局部海域为例,通过数值模拟量化地转缺失对水动力过程的影响,评价不同空间尺度下实施潮流物理模型试验的理论可行性。结果表明,对整个渤海、辽东湾这么大尺度的海域实施物模试验理论上是不可行的;对90km尺度的渤海湾,地转缺失使模拟结果存在较大偏差;对莱州湾61km尺度的海域可进行物模试验。研究确定60km为实施潮流物模试验一般的理论允许尺度。     

一种水驱剩余油物模实验相似转化方法数模验证

在水驱剩余油物理模拟实验研究中,目前提出了一种新的相似转化方法,即通过运动速度（渗流真实速度）相等求取的物模实验排量,在岩心物性、流体性质相似,几何尺寸成比例的不同物理模型中驱替,其剩余油分布规律及开采效果相似,该规律是文中相似方法的核心规律,它可以有效地应用到室内物理模型实验对矿场剩余油分布规律的研究中去.此文重点考虑了重力、毛管力对运动速度相似转化方法的影响与修正,并设计了20余套数值模拟方案,验证了这种方法的准确性及实用性.     

潮流物理模型试验生潮控制时的复合模拟数据对接

根据几种不同情形探讨复合模拟中如何通过数值模拟为潮流物模试验提供开边界控制条件。对单边界物理模型,可由数模的调和常数得到物模边界控制所需的时间序列数据,实现单分潮、多分潮及大、中、小潮的模拟;对于历时较长的试验,可由数模得到长时间序列或周期性序列数据作为生潮的控制信号;对多边界模型,沿边界分为若干控制断面,由数模给出各断面的流量变化,对各断面分别进行流量控制;差时的复合模拟可使物理模型和数值模型互相提供边界条件或模型参数修正。     

不同布设间距下梯形台人工鱼礁体的水动力特性研究

为研究空心梯形台人工鱼礁体布设间距的变化对其水动力特性的影响,通过物模实验实测了开口比为0.1的梯形台人工鱼礁体在平行水流方向布设间距为1.0L、2.0L、3.0L(L为礁体的底边边长),前后共6个测点的流速及礁体受力。分析得到了双礁体的上升流规模、阻力系数在平行和垂直水流方向随布设间距变化的规律。采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)方法模拟了双礁体分别在垂直水流方向布设间距为0.5L、1.0L、1.5L、2.0L,平行水流方向布设间距为0.5L、1.0L、2.0L、3.0L、4.0L时的水动力场。结果表明:本研究数模与物模相同工况下,即双礁体在平行水流方向布设间距1.0L、2.0L、3.0L时,数值模拟的流速值和阻力值与相应的实验结果吻合较好,说明数值模拟方法可行,结果可靠。数值模拟结果得到双礁体的上升流规模、阻力系数均与垂直水流方向布设间距成反比。当垂直水流方向布设间距为0.5L时,流场效应最佳;双礁体的上升流规模随平行水流方向布设间距成正比,前方礁体阻力系数变化幅度较小,后方礁体阻力系数逐渐增大;当平行水流方向布设间距为4.0L...     

北戴河新区养滩工程岸线稳定性模拟

随着砂质海岸侵蚀的日益加剧和人类对海滩资源的保护意识的增强,越来越多的养滩工程措施在北戴河地区陆续开展,海滩养护工程后岸线的稳定性是养滩工程成功与否的关键。以北戴河新区洋河—葡萄岛岸段海滩养护工程为例,通过数值模拟和物理模型试验,对养护工程后岸线的稳定性进行了模拟分析,研究结果表明:人工养滩结合突堤和人工沙坝的方式能够起到很好的保护和扩展海滩的作用,能够有效保持北戴河新区岸线的稳定性。     

青岛外海潮致第二模内孤立波的观测研究

根据在青岛附近海域开展的现场观测数据介绍了一种可能的新的第二模内孤立波的产生机制。温度链观测数据显示在2 h内孤立波特征由显著的第一模内孤立波变为了显著的第二模内孤立波。所观测到的第二模内孤立波的波面起伏和它的垂直结构同KdV(Korteweg-de Vries)方程的理论结果吻合良好,对应涨潮引起的内波非线性系数、频散系数以及Ursell数的变化和第二模内孤立波的产生相匹配。这些结果表明,所观测到的第二模内孤立波可能是由于涨潮导致的局地层结快速变化引起的。进一步分析表明,局地层结快速变化可能由潮汐推动黄海冷水团边缘锋面移动引起。     

印度尼西亚海域潮波的数值研究

基于ROMS模式构建了模拟区域为(15.52°S-7.13°N,110.39°~134.15°E)水平分辨率为2′的潮波数值模式,分别模拟了印尼海域M2、S2、K1、O1四个主要分潮。模拟结果与29个卫星高度计交叠点上的调和常数进行比较,符合较好。M2分潮的振幅均方根差为3.4cm,迟角均方根差为5.9°;S2分潮的振幅均方根差为1.7cm,迟角均方根差为6.3°;K1分潮振幅均方根差为1.1cm,迟角均方根差为5.8°;O1分潮振幅均方根差为1.2cm,迟角均方根差为4.4°。M2、S2、K1、O1分潮向量均方根差分别为3.8cm、2.4cm、1.9cm和1.3cm,模拟结果的相对偏差在10%左右。根据计算结果分析了印尼海域的潮汐特征及潮能传播规律,结果显示:爪哇海以外的印尼海域主要为不规则半日潮区;全日潮潮能主要由太平洋传入印尼海域,而半日潮潮能则是从印度洋传入印尼海域。     

孟加拉湾陆架对潮汐的影响研究

孟加拉湾典型地形对潮汐的影响机制尚未得到深入研究,故本文基于FVCOM(finite-volume community ocean model)设置了一组控制试验和三组对照试验,通过数值试验手段理解湾顶和两侧陆架地形,以及陆架区域显著的峡谷地形对该区域潮汐的影响机制。试验结果显示:恒河峡谷有利于减小峡谷附近的潮波振幅,但对湾顶潮差影响不大;顶部陆架宽度有助于增大潮波振幅,增大湾顶的潮差;东侧陆架有助于增强开尔文波,增大湾顶潮差,但影响不如顶部的陆架显著;西侧陆架仅对西部局地有影响,对整体同潮图分布影响较小。     

箱型浮式消浪设施水动力特性研究

为研究敷设消浪材料不同构造浮箱的消浪性能,通过物模试验得到规则波作用下不同周期、不同波高、不同锚泊方式及不同结构形式下浮箱的透射系数(C_t)、反射系数(C_r)及波能衰减系数(C_s)。研究结果表明:随着相对堤宽(B/L)的增大,不同构造浮箱的透射系数均逐渐减小,反射系数逐渐增大,波能衰减系数逐渐增大;敷设消浪材料的浮堤相比于单浮箱透射系数减小了0.10左右,而采用方箱-垂直板式构造的浮堤消浪性能相对于单浮箱透射系数减小了0.10～0.15,且敷设消浪材料的浮堤结构在研究的2种波高下,相对堤宽达到0.30时,透射系数可减小到0.25;当浮堤采用张紧式锚泊时,其消浪性能相对于悬链式锚泊浮堤减小了0.10左右,通过对比不同构造浮箱的消浪性能,可为实际工程设计提供参考。     

大小潮作用对潮滩沉积物层理影响的数值模拟研究

潮滩垂向沉积韵律层的形成主要取决于周期性的潮汐条件,包括涨落潮、大小潮、季节性及更长时间尺度的潮汐特征,为探究大小潮周期对潮滩沉积物垂向层理形成机制的影响,应用一维潮流泥沙与底床分层数学模型,对周期性潮汐条件作用下潮滩垂向沉积韵律层形成机制进行了数值模拟研究。结果表明,大小潮的周期性是模型中沉积层理表现韵律性的主要原因之一,韵律层中单个层理结构对应于1个大小潮周期过程,层理结构由形成于小潮期间的泥质层及形成于大潮期间的砂质层组成,层理的厚度也呈旋回性变化,大潮时层理较厚而小潮时层理较薄。水体边界含沙量是影响潮汐层理结构的重要因子,边界含沙量中粉砂占比增大会使潮汐韵律层整体粗化且砂质层厚度增大,当边界含沙量整体显著增大时,潮滩上的垂向潮汐韵律层会更加完整且厚度明显增大。潮汐层理的形成与特征是多种因子共同作用的结果,后续需进一步探究包括波浪、风暴潮、潮滩生物等其他因子的作用。     

含水合物沉积物孔隙结构特征与微观渗流模拟研究

含水合物沉积物孔隙结构特征分析和微观渗流模拟是水合物研究的基础性、关键性工作,对深入理解沉积物中水合物的分解机理、储层渗流机理和开采机理有十分重要的意义。总结了国内外含水合物沉积物的微观孔隙探测方法,对比分析了多种微观探测技术应用在水合物研究中的技术特点;重点分析了计算机断层扫描（CT）、扫描电子显微镜（SEM）和核磁共振成像（MRI）技术在含水合物沉积物孔隙结构研究中的应用现状;简述了利用微观数值模拟方法进行含水合物沉积物渗流分析的研究进展;在此基础上,展望了含水合物沉积物孔隙特征分析和微观渗流模拟研究的未来方向和挑战。     

大亚湾海域夏、冬季的潮汐特征及余水位与风的相关性初步探讨

大亚湾及其邻近海域冬、夏季各14个临时水位观测点1个月的实测潮位资料显示:各站的水位曲线均呈现明显的"双峰"现象,且湾顶比湾口更为明显.本文采用了调和分析方法,给出M2、S2、K1、O1四个主要分潮及M4、M6、2MS6三个浅水分潮的振幅和迟角同潮图,分析大亚湾的主要潮汐特征,探讨了浅水分潮对双峰结构的贡献,并采用交叉...     

热电厂温排水工程试验中的温度分布测量技术及数据处理

本文对温排水试验中的测试系统、水温控制系统、数据采集和数据处理给予了清楚的介绍,其改造和研制的运行系统具有新颖的想法和应用价值,可供类似的物理模型试验参考和借鉴。     

电厂冷却系统对水环境生物影响的数值预测方法研究

分析了冷却系统内热冲击、卷载冲击、化学冲击对生物的致死影响，以及小生物在海水中的运动机制，从而导出小生物迁移运动微分方程和生物损失率控制微分方程，给出了数值求解生物损失率数学模型的方法，并应用该模型预测了海南某电厂冷却系统冲击效应对海洋水环境生物的影响。     

渤海海冰漂移过程的数值模拟和试验

建立了一个包含潮流作用的准定常海冰动力学模式，利用实测风资料和计算的潮流场对辽东湾中部的冰块漂移过程进行数值模拟，模拟的冰块漂移过程和实况基本一致。表明模式具有反映冰漂移过程动力特征的能力。通过对各动力因子的数值试验，说明引入潮流作用的必要性，并分析了各动力因子在冰漂移过程中的作用。     

黄骅地区潮间带滩涂沉积特征及其影响因素的初步分析

本文分析了黄骅潮间带的两次水准测量和地貌调查资料,结合样品作了粒度分析,得出本区潮滩的四个特征如下: 1.沉积类型简单,主要为粘土和粉砂,其含量为90％以上。 2.滩涂宽阔平坦,坡度极小,是典型的平原淤泥质海滩; 3.根据地貌和水动力特征,滩涂分为三部分:A.高潮滩的龟裂带;B.中潮滩的侵蚀滩面带;C.低潮滩的平整滩面带。 4.形成本区以上特征的控制因素有两个:一是黄河携带大量物质的影响;二是气候和潮汐波浪的作用。     

热带气旋影响下上海港水位数值模拟和预报方法研究

基于二维台风风暴潮动力－数值模式和二维天文潮动力－数值模式，本文提出了一个包含天文潮和风暴潮非线性相互作用的综合水位数值模拟和数值预报方法。该方法经对１９５１－１９８６年间对上海港影响较大的８场台风期间的综合水位进行数值模拟，结果令人满意。运用该方法对９０１５号台风期间的上海港综合水位的试报和后报结果比较表明，水位误差主要来自台风路径和强度的预报而不是水位预报方法本身。所提出的适用于上海港水位数值     

吕宋海峡水交换季节变化的数值研究

提要利用POM(Princeton Ocean Model)对吕宋海峡附近的环流情况进行数值模拟,结果表明,吕宋海峡净流量季节变化明显,除5月和6月为东向净流外,全年自7月至翌年4月皆为西向净流。7月至11月净流量由1.6Sv(1Sv=1×106m3/s)持续增加至14Sv,12月至翌年4月净流量从13.8Sv持续减小至3.1Sv。年平均值为5.7Sv。500m以上,秋、冬季有明显的黑潮分支进入南海,而在春、夏季黑潮南海分支消失或者较弱。在500m以下,黑潮位置由于北赤道流分岔位置的变化而发生南北移动,从而影响黑潮深层入侵南海。作者以保持与表层流速方向相一致的最大深度为界将流场分为上下两层,上层西向(入)流区域占据吕宋海峡南部、中部,秋、冬季范围最大,夏季向中部收缩,其深度空间分布呈东浅西深结构,在吕宋海峡入口处,入流深度呈南北浅中间深的结构。上层东向(出)流主要分布在海峡北部,夏季向南部扩展,范围最大。120.75°E断面除9月和10月外,下层净输运量与上层反方向。9月和10月上、下层净输运量皆为西向。上层年平均净流量为?7.6Sv(这里"?"表示净流量向西,下同),下层为1.8Sv。上层出入流深度随季节上下浮动范围可达数百米,海峡中部入、出流最深可达1800m。     

南黄海辐射沙洲成因的潮流数值模拟解释

用接近计算海域自然陆架坡度的均匀倾斜海底，对南黄海辐射沙洲区的潮流椭圆和潮流场进行数值模拟的结果表明：辐射状潮流场不依赖于海底地形而存在，相反，可能是产生和塑造辐射沙洲的主要动力。并用潮流和潮余流的计算结果，对沙洲区海底沉积物的运移、分布，海底沙洲北大南小的不对称性以及海底沙洲的动态作了解释     

核电站温排水对大亚湾鲷科鱼卵、仔鱼分布的影响

在广东大亚湾核电站温排水排放前、后，自１９９３年１月２０日至１９９５年２月２８日对该站附近水域１４个站位共进行６个航次的采样调查，收集鲷科鱼卵、仔鱼样本和同一站位的水温资料。结果表明，各站位的绸科鱼卵、仔鱼的分布在温排水排放前、后与水温变化密切相关。水域升温２—８℃对鲷科鱼类的产卵、孵化和仔鱼生长发育有明显的影响。鉴于目前升温水域范围只限在２ｎｍｉｌｅ内，可以认为整个大亚湾鲷科鱼类的资源和补充尚未受到较大的影响。