嵊山防波堤工程浅水波高变形计算

对所给嵊山附近海域的海图进行处理,画出工程点附近海域的网格(99*85)得到工程点附近海域的水深资料.利用P3分布计算50年一遇的波高作为为初始波高,以高潮累积频率10%和低潮累积频率90%来计算设计高、低水位,采用波向线法并结合水深数据利用VB程序得到由外海向工程点传播的波向线折射图和波浪传播到工程点时的波高。     

基于波能量平衡方程模拟波浪在柔性植物区的传播与变形

基于CMS-Wave波浪数学模型,通过在其波浪能量平衡方程中引入植被波能损耗项,并考虑了波浪的折射、反射、破碎、波流相互作用及底摩擦等作用,计算了有植被作用下的波浪传播与变形.该模型的求解以波能平衡方程为基础,采用有限差分法进行数值离散,并应用Gauss-Seidel迭代法计算离散的方程组,得到计算域的波高、周期以及波向等波浪要素信息.首先通过模拟一维简单地形和二维复杂地形的波浪传播,对模型的适应性及有效性进行评估;随后对不规则非破碎和破碎波浪在柔性植物区的传播变形进行模拟,计算结果表明,修正的CMS-Wave模型能够精确地计算植被影响下波浪在复杂地形的传播与变形,这可对近一步研究近海湿地植被的消波效应及湿地海域极端风浪的防灾减灾提供技术支撑.     

台湾岛周边海域的波候观测

为了更好地掌握我国台湾岛周边的海浪特征,利用来自台湾岛的海浪观测数据,采用气候统计方法,分析该海域的波候(海浪气候态)特征,主要包括波高和波浪平均周期的季节特征、强浪向、大浪频率、阵风系数。结果表明:台湾岛周边的有效波高(SWH)在冬季最大,秋季次之,夏季最低,台东近海的SWH、平均周期常年大于台湾海峡;台湾周边的强浪向常年以偏北向为主,夏季的最大波高为全年最大,冬春两季偏低,冬季台湾海峡的最大波高大于台东近海,春、夏、秋季则相反;东沙岛、台东外洋的大浪频率明显高于其余站点,马祖、澎湖次之,其余站点整体较低;花莲和龙洞各代表月的阵风系数为1.4~1.5,鹅銮鼻常年在1.3左右,澎湖为1.2~1.4。     

孤立波作用下斜坡堤越浪量的数值模拟

海啸对海面上的船舶、建筑物及周围环境破坏极大,而对于海啸的研究通常采用孤立波来模拟.为了探究海啸对斜坡堤越浪的问题,在FLUENT软件中,建立二维数值波浪水槽,采用用户定义函数(user defined function,UDF)边界造波,流体体积函数(volume of fluid,VOF)方法追踪自由表面,模拟出孤立波波高随时间变化的情况.并利用斜坡堤数值波浪水槽模拟堤顶处的越浪量,与实验数据对比.进而,研究相对波高、相对超高、相对堤顶宽度对越浪量的影响.研究结果表明,孤立波在斜坡堤作用下,越浪量数值模拟的结果与实验值吻合较好;无量纲越浪量随着相对波高的增大而增大;随着相对超高、相对堤顶宽度的增大而减小;通过模拟不同堤顶宽度的越浪量,总结出孤立波越浪量沿堤顶宽度衰减的经验公式.     

划分风浪与涌浪的一个新判据——海浪成份及其在南海的应用

使用风浪谱的零阶矩（Ｍｏｗ）和混合浪谱的零阶矩（Ｍ０）定义的混合浪能量成份因子，作为划分风浪与涌浪一个新判据，给出了混合浪能量成份因子和混合浪波高成份因子的计算公式，根据混合浪波高成份因子的计算公式，使用ＧＥＯＳＡＴ卫星高度计５０个重复周期的资料，计算了南海海域高成份因子及其月变化规律，资料的样本长度是１个月，计算结果表明该海域的混合浪波高成份因子具有明显的时间变化规律，海浪在１１，１２，１，２月     

分数导数黏弹性标准线性固体半无限长杆中纵波的传播

在半无限黏弹性长杆中,波在传播过程中波阵面强度会降低,其强度的衰减与黏弹性材料的性质有关.为了分析波在黏弹性杆件传播过程中波速和衰减因子的变化情况,基于分数阶导数理论,分析了黏弹性标准固体模型相关参数对波速和衰减因子的影响,所建模型能够较好地描述出纵波在传播过程中波的相速度和衰减因子的变化.在黏弹性标准固体模型复柔量的基础上,分析了分数导数黏弹性微分算子的阶数、角频率与延迟时间数对波相速度和衰减因子的影响.结果表明:随着延迟时间值的增大,纵波在黏弹性线性标准固体半无限长杆中的传播相速度不断地增大,而衰减因子不断减小;随着分数导数微分算子的增大,纵波传播相速度和衰减因子呈现出先增大后减小的趋势.     

不规则波与顺流相互作用的数值模拟与不确定度分析

考虑实际海域普遍存在的波流相互作用现象,研究均匀流对不规则波的波浪特性和不确定度的影响规律.首先,在上海交通大学循环水槽中开展不规则波与均匀流相互作用试验并测量波面升高时历数据;然后,基于雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程对波流相互作用问题进行数值模拟;最后,将不规则波的有义波高和平均周期作为研究对象,开展包括网格收敛性和时间步长收敛性在内的不确定度分析.研究结果表明:顺流及无流时波高概率分布符合Rayleigh分布;不规则波能量谱峰值在顺流作用下向低频移动;不规则波有义波高对网格尺寸更加敏感,平均周期则更依赖于时间步长;均匀顺流能降低有义波高对时间步长的依赖程度,但对平均周期的影响则相反.     

冲击作用下混凝土中应力波传播规律的数值模拟

建立了混凝土中应力波传播的统一经验表达式.采用混凝土JH本构模型对冲击作用下混凝土中应力波的一维、轴对称和球对称传播过程分别进行数值模拟,并通过混凝土中一维应力波传播实验对数值计算结果的可靠性进行验证.数值模拟研究表明：由于材料耗散和几何衰减的共同作用,混凝土中应力波在传播过程中峰值迅速衰减,应力波峰值小于混凝土抗压强度后,应力波峰值的进一步衰减主要是几何衰减的作用结果;所建立的经验表达式可以较好地描述混凝土中应力波传播规律,对于所选用的混凝土,应力波在其内部传播时的衰减系数为0.095 13.     

破波区内波高衰减及其特性

本文从流体力学的基本方程出发,利用破波现象和明渠水跃现象的相似性,推求了破波的能量损失和波高在破波区的衰减规律;应用椭圆余弦波理论的数值计算方法,探讨了破波区内击岸波的各种特性,包括波能、相对波峰高度、辐射应力、波浪破碎前后的增水和减水及它们在整个破波区内的分布规律.按文中方法求得的计算值与实验结果相符.     

基于动力拟序涡模型的水波三维大涡模拟

利用大涡模拟理论数值模拟了规则波和不规则波的传播过程,采用动力拟序涡黏性亚格子应力模型进行波高及速度场的模拟.计算结果表明,模型对水波的波高及由波产生的流体速度分布模拟结果与解析值符合良好,且精度较高.对比分析了人工海绵层及Sommerfeld辐射型耦合边界条件与仅采用Sommerfeld辐射型边界条件对水波数值模拟精度的影响.结果表明动力拟序涡粘性模型可以准确地模拟水波传播特性.     

多维多点激励下老山自行车馆屋盖结构的地震反应分析

采用有限元动力时程法，分析了老山自行车馆在多遏地震及罕遏地震下的反应，考虑了地震运动的多维性，并研究了地震行波效应对结构的影响，将静力等效方法应用于大跨度结构抗震设计中，把复杂的地震作用转化为结构静力荷载，为大跨度空间结构考虑行波效应时的抗震概念设计提供简单易行的方法．结果表明：地震行波对网壳边缘处的杆件影响不大，对网壳中部杆件内力影响较大，且波速越小中部杆件内力越大；行波效应对大跨度空间结构影响显著，设计时应予考虑；在类似结构初步设计中，罕遇地震静力等效系数可取2．0，多遇地震静力等效系数可取1．27．     

火山成因的海啸触发机制分析

2022年汤加火山爆发，引发了全球范围内的海啸，使火山海啸这一非典型性海啸受到学界的广泛关注。整理了全球历史火山海啸事件相关数据，分析了火山地震、火山结构失稳、水下爆炸、火山碎屑流、气压波这5种触发海啸的机制，介绍了2022年汤加火山海啸事件触发机制。指出未来火山海啸的研究方向为：从地质构造角度分析潜在海啸灾害的时空分布规律；以气象海啸和水下爆炸为重点，发展完善火山海啸各机制及传播理论；从技术角度解决火山海啸的相关预警问题。     

Nonlinear effects of the finite amplitude ultrasound wave in biological tissues

Nonlinear effects will occur during the transmission of the finite amplitude wave in biological tissues. The theoretical prediction and experimental demonstration of the nonlinear effects on the propagation of the finite amplitude wave at the range of biomedical ultrasound frequency and intensity are studied. Results show that the efficiency factor and effective propagation distance will decrease while the attenuation coefficient increases due to the existence of nonlinear effects. The experimental results coincided quite well with the theory. This shows that the effective propagation distance and efficiency factor can be used to describe quantitatively the influence of nonlinear effects on the propagation of the finite amplitude sound wave in biological tissues.     

南海潜在海啸源危险性的定量分析

利用COMCOT模型, 分析马尼拉海沟一个潜在海啸源的危险性。通过改变震级和震源深度两个海啸初始场信息, 揭示海啸登陆中国沿海地区时的首波波幅与二者的定量关系。结果表明: 震源深度对首波波幅的影响幅度可以达到50%, 地震震级不同, 震源深度对首波波幅的影响趋势也不同; 海啸登陆时的首波波幅基本上随着震级的增加而加大, 但由于海啸波会与近岸的反射波互相叠加, 可能导致在海啸传播至近岸过程中首波登陆波幅异常减小; 震级达到Mw 8.6时, 海啸等级为1级, 部分沿海地区会遭受海啸威胁。     

UHF无线电波在无分支沟道中的传播特性

用不完全波导理论，分析了ＵＨＦ无线电波在沟道结构中的传播特性，讨论了沟道的倾斜、侧壁的吸收及表面的粗糙对传播特性的影响。结果表明，由于周围介质的吸收引起的衰减与频率的平方成反比；侧壁表面粗度引起的衰减与频率成反比；而侧壁倾斜引起的衰减与频率成正比；实际沟道结构的不完全性将引起电磁模式的转换，增加传播损耗。理论结果与实验数据非常一致。     

汶川震区地震动三维地形效应的谱元法模拟

针对三维波动弹性动力方程推导了谱元法算法,并考虑三维真实地形及介质的衰减特性,基于并行计算环境采用谱元法和ASTER DEM模型对5.12汶川地震动的地形效应进行了模拟.模拟结果表明陡峻地形对地震波两个水平分量的影响要大于对竖向分量的.震中附近区域的PGA最大值为671 cm/s2,高PGA区多分布于山顶及山脊区域.与...     

台阵网格自动定位方法在鄂尔多斯地块南部和秦岭‒大别造山带的应用

利用新近发展起来的台阵网格自动事件定位方法, 对鄂尔多斯地块及秦岭-大别造山带区域136个宽频带流动台站记录的连续波形进行扫描和定位。通过与地震目录的对比发现, 不仅在常规地震带上分布着大量的事件, 而且在地震目录中极少发生地震的区域出现大量地震事件集中分布的现象。这些事件主要分布于鄂尔多斯地块南部以及秦岭-大别造山带附近的断层带。经过对定位台站的抽样分析和对定位事件地震波形的仔细人工确认, 验证了这些被扫描并定位的事件的真实性。通过慢度分析, 获得所定位事件的面波传播视速度, 绝大部分事件对应的视速度在2.5~5.2 km/s之间, 与地震面波群速度相符。所定位的地震事件可用于补充秦岭-大别造山带的地震目录, 同时可以通过进一步的波形拟合来分析其震源机制。     

Numerical simulation of March 11, 2011 Honshu, Japan tsunami

In order to predict tsunami hazards through numerical simulation,by using the focal mechanisms as well as fault parameters of Japan’s 2011 Tohoku Earthquake provided by National Geological Survey(referred to as USGS),we proposed a numerical model to simulate the Honshu,Japan tsunami.Numerical computing is conducted to investigate the security along the coast.We also analyzed the simulation results and distribution of tsunami disaster,trying to achieve a more reasonable tsunami warning program.Our numerical model is composed of simulation of surface deformation after the earthquake and the tsunami propagation process which is based on two dimensional shallow water equations.The simulation results show the characteristics of the tsunami propagation,and arrival times on recorder points are consistent with tsunami observation.This model can be applied to evaluate the security of the coastal area and obtain more accurate tsunami warning.