分层海洋中运动物体生成的内波

该文提供分层海洋中运动物体生成内波的理论，数值和实验研究的背景资料的综述，并给出理论研究的Green函数，正交模态模式和极点回避等方法的评述，数值研究给出数值求解Wronsky行列式的源求解方法及介绍直接差分计算含源内波方程和积分方程的方法，有关源致内波的实验研究，作者介绍物体在分层流水槽运动时生成内波的两个典型实验及其主要实验结果，最后评述船舶在海洋表面处生成表面波的研究方法，以此指导水下Rankine卵形体形成内波的实验研究。     

海洋内波垂向结构求解的几种数学方法

海洋内波垂向结构的求解有不同的数学方法.首先,简述了利用两次Sturm变换,将内波控制方程转化为Sturm-liouville标准型的主要过程.其次,给出了由一般二阶变系数常微分方程的通用变换方法,将内波控制方程转化为Sturm-liouville标准型的方法.随后,通过直接差分法,给出了将内波控制方程离散化为矩阵特征值问题的一般过程.最后,详述了Thomson-Haskell方法求解内波垂向结构的过程.     

海洋内波水平波数的数值计算

海洋内波是发生在层化海洋内部的一种波动现象,其色散关系的求解是研究海洋内波的基础.应用Thompson-Haskell算法,对线性内波方程的推导进行了详尽的描述,结合算例给出了求解水平波数的方法.在此基础上,可以给出海洋内波的色散关系,进而求解海洋内波的垂向结构.     

运动物体生成内波的一类非线性谱方程组

本文给出了由运动物体所生成内波的基本方程组和对应的谱方程组。该方程组的线性部分是一具有体积源(其下简称为体源)的Sturm—Liouville本征值问题，而它的非线性部分是由体源与线性波场相互作用的谱表示。在这类强迫方程的源项中包含了10类内波谱，这些谱最终均可利用内波的振幅谱表示。本文给出了线性波场波要素的谱表示和运动物体生成内波的非线性谱方程可解性的讨论。为了检验所得到的谱方程组，文中又进行了该谱方程组线性部分的数值计算。     

内波垂向结构的分段求解方法

为了掌握海洋内坡的特性，针对内波垂向结构的数值解法进行了严谨的分析推导，提出了分段求解方法．将数理方程中的Strm-Liouville本征值问题应用到内波方程，可获得标准化的两种方法，进而探讨了这两种方法的统一性及实用性．计算结果表明，对半日潮的低频情况内波可存在于整个水深，而对周期为20分钟的较高频情况则内波只存在于垂向的有限范围内，在上下两层，其垂向速度的衰减很快．该方法应用于实际海洋中，可以获得一般情况下内波函数的广义Fourier级数，从理论上可以证明解函数的完备性。     

海洋内波对辐射噪声传播的影响

应用抛物方程(PE)方法，对选定内波和覆盖舰船辐射噪声谱范围的不同声源频率所形成的水声场，用差分步进的方法进行了计算，采用了复变量、带状矩阵、在声源所处的断面利用Gaussian源的表达式和对网格大小的分析，使计算顺利进行。结果表明，内波的存在降低了声场强度，增大传输损失，因此内波对舰船辐射噪声的识别具有不可忽略的影响。     

内波孤立子的非波导荷载计算

为全面分析不同形态内波的危害,将孤立子视为非波导内波的一种情况,以70 m水深浅海Holmboe密度分层和5 m直立圆柱为例,应用内波垂向结构Sturm-Liouville控制方程的模态分析方法计算了不同模态下的孤立子内波荷载．结果表明,孤立子内波具有阵发性和与模态相关的剪切,其荷载较波导内波的情况大一个量级,是形成内波危害的主要形式．     

海面动量,热量及水汽通量的浪沫效应：Ⅰ.方程组及初值化

讨论海面浪 沫影响动量、热量及水汽等垂直通量的物理过程。提出描述飞沫特征的运动方程、热量方程和蒸发方程，以及确定飞沫初值的计算方法。并给出求飞沫在出入海面过程中所产生的动量、热量及水汽等通量的计算式。     

孤立子内波存在下的声传播仿真研究

孤立子内波会对声传播产生巨大的影响,基于有限元方法利用COMSOL软件对孤立子内波影响下的声学问题进行求解,仿真研究.首先建立了孤立子内波模型,通过仿真分析了孤立子内波对声场的影响.结果显示,孤立子内波会影响声线的传播轨迹和传播损失,可使声场能量分布更均匀.孤立子内波还会对声矢量场产生影响,使水平质点振速传播损失减小,使垂向质点振速略微增加.     

海洋内波对小尺度圆柱体作用力的分析与计算

针对小尺度物体的内波荷载问题进行分析和计算．采用Morison公式估算结构物的受力，分别计算了浅海潮频(0．08c／h)以及高频(3—5c／h)时单色内波对直立圆柱体的荷载，并与表面波浪和海流荷载进行比较．结果表明，潮频内波与高频内波的荷载相当，比海流荷载低1～2个量阶，与表面波浪荷载相比则更小．在内波传播的某些相位，其荷载垂向上具有明显的正负交错分布，从而可以推测内波对海洋结构物的破坏主要来自于剪切作用．     

基于柱Kadomtsev-Petviashvili模型的海洋内孤立波非线性相互作用传播特征仿真模拟研究

在考虑到海洋内波的二维效应时,含有横向微扰的二维模型可以较好地模拟海洋内波的传播,因此为更好地描述海洋内波这一复杂非线性现象的传播特性,利用二维柱Kadomtsev-Petviashvili模型研究了海洋内波非线性相互作用的传播特征。首先,利用解析法获得该二维模型的双抛物线型孤子解,同时模拟研究了南海东沙群岛的海洋内波的弹性碰撞及随时间变化的传播特性;其次,基于不同的海域背景参数分析研究了上升型和下降型抛物线海洋内波弹性碰撞引起的海洋表层流速的变化。经比较分析,本文模拟结果与已有的遥感卫星图像较一致,因此可为进一步深入研究海洋内波的传播特性、动力学机制解及内波参数反演等提供一定的借鉴。     

充液圆柱壳中的振动能量流

研究一无限长弹性薄壁充液圆柱壳的自由振动特性，获得了在不同周向波数时充水圆柱壳的频散曲线，讨论了此耦合系统自由振动时的传播波所对应的振动能量流，得出了各内力所传播的能量流之间的相对值     

(2+1)维长-短波方程的李代数结构及其可积性

延拓方法讨论了(2 1)维长-短波方程(Long—Short Wave Equation)的隐对称结构，导出了它的无限维李代数表示及其线性谱表示，从而给出它的可积性一般证明．     

磁暴非线性起源的四种孤子机制

引起磁暴的主要原因是太阳耀斑等产生的太阳风,本文基于磁暴起源的非线性机制,讨论了四种孤子模型：1．已知的Alfven波及相应的变形kd方程。2．Langmuir波及其方程与相关的非线性Schrodinger方程。3．一般的离子声波和磁流体动力学波的kdV方程。4．太阳风粒子密度的非线性Dirac方程,各种原因导致的这些方程都有孤子解。它们的起因和脉冲性可以为磁暴的预报提供一种理论基础。     

两层流体中水波与垂直圆柱浮体的相互作用

基于特征函数匹配理论,导出了作用在垂直圆柱浮体上波浪力的计算公式.对于两层流体,除了表面波模态的波浪力外,还有内波模态的波浪力,这与单层流体的情况是不同的.对所建立的求解模型进行了数值计算分析.结果表明,在某个频率范围内,流体的分层效应对垂直圆柱浮体的波浪力有一定影响.     

两层流体中内孤立波质量源数值造波方法

以质量源为内孤立波激发源,加入连续性方程,结合完全非线性欧拉方程,以三类内孤立波理论(KdV、eKdV和MCC)的适用性条件为依据,发展了一种两层流体中内孤立波质量源数值造波方法.通过系列数值模拟,分析了质量源在释放和吸收流体过程中生成内孤立波的机理,讨论了内孤立波传播过程中波形、振幅及其诱导流场的变化特性.结果表明,基于所述方法得到的内孤立波在其传播过程中均保持波形稳定、振幅衰减小,数值模拟所得波形及其振幅与相关文献的实验及相应理论解吻合较好.     

Effects of the internal waves on the time correlation of the acoustic fields in the East China Sea

Internal waves are one of the primary causes of sea water mass variations in shallow water. The time stability of an acoustic channel may be degraded by the activities of internal waves. Based on the oceanographic data of Asian Seas International Acoustics Experiment (ASIAEX), the characteristics of the internal waves in the East China Sea (ECS) are analyzed and the effects of linear and solitary internal waves on broadband acoustic field correlation are numerically investigated. The numerical results of the length of the correlation time affected by the internal waves are compared with the experimental data. It was found that the existence of both linear internal waves and soliton packets may be one of the explanations of the experimental correlation drop.