陆架陆坡潮成内波的二维三层模式

通过构造一三层模式，研究了强跃层存在情形下内潮的生成与传播特性。研究表明内潮显著依赖于层化结构（层化强弱、各层厚度）。内潮存在可观的斜压余流，陆架上可达８ｃｍ／ｓ。此外，在陆架坡折区，第二模态不可忽略。     

行星波的五波共振相互作用

本文将二层模式中的三波共振推广到五波共振，推得了五波共振时振幅所满足的方程组，该方程组的解可用Ｊａｃｏｂ；椭圆函数表法。     

低副瓣天线及多层天线罩一体化仿真

多层介质天线罩对机栽天线低副瓣性能有显著的影响，对带罩天线的方向性进行一体化分析有助于机栽天线的优化设计。根据复射线理论，利用复源点远场具有的高斯波束特性，对低副瓣天线的方向图主副瓣进行模拟，随后计入表征主副瓣的各个复源点场在多层天线罩内的反射和透射影响，最后在远区通过叠加所有复源点的透射场而得到带罩天线的远区方向性图。由于复源点场和集合复射线法的简易性，大大简化了带罩天线的理论分析过程，有利于天线及天线罩的整体优化设计。文中以二维圆柱天线罩内的12单元线阵为例，给出了相关的分析和计算结果，证明了文中方法的可行性和简捷性，并得到一些具有参考价值的结论。     

充液圆柱壳内旋转重力波的振动分析

为揭示充液弹性圆柱壳受高频激励，壳内自由液面出现低频大幅旋转重力波的产生机理，应用非线性动力学理论，在考虑弹性壳与流体的非线性耦合条件下，建立了壳液耦合系统的非线性振动方程组．运用Runge-Kutta法进行数值求解，得到了该系统振动的时间历程及频谱特性曲线，进一步分析了系统的非线性动力学特性．结果发现，当激励力幅值足够大，且激励力频率在壳体固有频率与液体固有频率之和的附近窄频带内时，壳内自由液面会出现大幅低频旋转重力波．由此可知，低频大幅旋转重力波的产生机理是由壳体两个同频率模态同时在壳液耦合系统非线性因素的作用下而引起的组合共振．     

三峡升船机的水动力计算

以加速度势为待求变量，在水动力学线性理论的框架下，建立了承船厢在升降过程受到加速度激励时，厢内流体和船体运动的求解方程，考虑了流体和船体运动间的耦合效应，问题用边界元方法求解；利用Green函数的一种几何约束，减轻了场点与源点重点时造成的奇异性，以及流域角点处确定立体角的麻烦，对自由表面的网络进行了特殊的划分，可适应多艘船舶在自由面上任意布置的情形，通过对程序进行多方面的验证，表明文中的理论和数值计算是合理的，可以用之于三峡升船机总体数值模拟的计算。     

水波传播的无网格数值模拟

在水波传播的数值模拟中采用了一种基于配点和径向基函数的无网格方法.采用Laplace方程的基本解作为径向基函数,将源点布置在模拟波浪场之外,沿边界布置配点而不是划分网格,从而自动满足控制方程,且不存在奇点,不需要求解积分方程.数值造波采用给定入射波面和速度势的方法,数值消波综合采用阻尼层消波和Sommerfeld辐射条件,非线性自由面的演化追踪采用二阶Taylor级数展开式.对线性规则波和非线性三阶Stokes波的模拟显示,数值结果与理论解吻合良好.表明无网格方法不但形式简单、计算速度快,而且稳定性和准确性令人满意,有望成为水波模拟问题的一种有效的数值方法.     

基于声辐射控制的板结构优化设计

分析了影响板结构声辐射的主要因素,得出了结构振型主导中低频声辐射、振幅决定高频辐射的结论.根据分析结果,针对中低频提出了板结构的振型优化方案;针对高频段提出了振幅优化的方案.对一典型板结构,使用这2种优化方法对其不同频段的声辐射进行了优化的数值计算,计算结果表明,振型优化法在中低频段效果较好,而振幅优化法则更加适合于高频段的声辐射控制.     

低副瓣天线及多层天线罩一体化仿真

多层介质天线罩对机载天线低副瓣性能有显著的影响,对带罩天线的方向性进行一体化分析有助 于机载天线的优化设计。根据复射线理论,利用复源点远场具有的高斯波束特性,对低副瓣天线的方向图 主副瓣进行模拟,随后计入表征主副瓣的各个复源点场在多层天线罩内的反射和透射影响,最后在远区通 过叠加所有复源点的透射场而得到带罩天线的远区方向性图。由于复源点场和集合复射线法的简易性,大 大简化了带罩天线的理论分析过程,有利于天线及天线罩的整体优化设计。文中以二维圆柱天线罩内的12 单元线阵为例/给出了相关的分析和计算结果,证明了文中方法的可行性和简捷性,并得到一些具有参考 价值的结论。     

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.     

多层介质薄膜的相干和非相干计算方法

给出了多层薄膜的相干和非相干计算方法，相干情形是振幅叠加，非相干情形为强度叠加。了计算相干和非相干情形时任意层膜的透射和反射率的递扒公式，该公式对于薄膜问题的应用具有指导意义。     

低频声源海底地震波的时域合成波形分析

在频域快速场模型的基础上进行逆傅里叶变换,得到海底地震波的时域合成波形计算方法,并对不同浅海环境参数下的合成波形进行了计算.结果表明:海底地震波的波动成分为海底表面波和简正波;当声源频率低于简正波最小截止频率时,不存在无衰减传播的简正波,其波动成分主要为海底表面波;随着声源频率增大,各阶简正波逐渐被激发且逐渐增强;声源深度越接近于海底,越有利于海底地震波的激发,波动成分中表面波越发占据主要地位;与硬质海底相比,软质海底更有利于低频声源激发海底地震波,但不利于较高频率声源海底地震波的激发.     

Evanescent wave imaging of adsorbed protein layers

An evanescent wave arises at the interface of two media when light propagates from a more to a less-dense medium under total internal reflection. The wave is distributed over a superficial area because its amplitude decays exponentially with distance from the interface. The evanescent wave intensity at the interface can be larger than that of the incident beam. Evanescent waves have widespread current use in the imaging of chemical, bio-chemical and biological phenomenon. For example, an evanescent wave is responsible for fluorophore excitation in total internal reflection fluorescence microscopy, which is used to visualize single-molecules on the surface of living cells, and can detect cell membranes in micro-domains. An interesting scientific question is the possibility of directly using evanescent waves to image a monolayer, and how to improve the image contrast. The authors have observed an adsorbed protein layer using evanescent wave imaging and used both experimental and theoretical techniques in their investigation.
.............     

均匀连续分层流的自由面格林函数

考虑自由表面的影响,理论上建立密度均匀连续分层流中脉动点源生成内波的数理模型和分析方法.应用Fourier变换和围道积分,推导出频率大于Brunt-Visl频率带自由面的连续分层流体中脉动点源格林函数,并给出了详细的解析表达式,讨论了解的性质和自由面的波动特征.当点源脉动频率大于Brunt-Visl频率时,格林函数解析解相应的是由于密度均匀连续分层对等密度流体中脉动点源格林函数的影响,在自由面上的辐射波项表现最为直观.     

Background current affects the internal wave structure of the northern South China Sea

The internal wave modal equations are solved with the consideration of background currents. Analytical and numerical solutions of some specific examples, including observations in the northern South China Sea (SCS), are obtained to investigate the effect of background current on internal wave vertical structure. The effects of current shear and curvature on internal wave vertical structure are evaluated separately. It is found that the phase speed and wave structure are modified by background currents, the current shear has little effect on wave structure, whilst the current curvature could have strong impact on wave structure. The extent of the effect by the current curvature on the wave structure depends on the magnitudes of current curvature, relative wave speed, and buoyancy frequency, sometimes the effect by the current curvature may even cause the wave to attenuate severely with depth. A new method to obtain the real eigenfunction with depth in the case that the waves become evanescent is also put forward. It is shown that, the residual tidal current in the northern SCS is strong enough to cause the wave to attenuate severely at upper layer.     

Background current affects the internal wave structure of the northern South China Sea

The internal wave modal equations are solved with the consideration of background currents. Analytical and numerical solutions of some specific examples, including observations in the northern South China Sea （SCS）, are obtained to investigate the effect of back- ground current on internal wave vertical structure. The effects of current shear and curvature on internal wave vertical structure are eval- uated separately. It is found that the phase speed and wave structure are modified by background currents, the current shear has little effect on wave structure, whilst the current curvature could have a strong impact on the wave structure. The extent of the effect by the current curvature on the wave structure depends on the magnitudes of current curvature, relative wave speed, and buoyancy frequency, sometimes the effect by the current curvature may even cause the wave to attenuate severely with depth. A new method to obtain the real eigenfunction with depth in the case that the waves become evanescent is also put forward. It is shown that the residual tidal current in the northern SCS is strong enough to cause the wave to attenuate severely at the uooer laver.     

Stokes波的数值生成

优良的波浪环境条件是非线性波浪与结构物相互作用问题研究的基础。给出一种在时域中模拟刚性剖面作周期运动辐射生成Ｓｔｏｋｅｓ 波的方法,为数值波浪水池试验提供高品质入射波模型。在频域中对二维二阶辐射问题作数值求解,通过对二阶辐射波传播模式的分析,找出能在水池中生成二阶意义上纯正的Ｓｔｏｋｅｓ波的造波机运动形式。利用边界积分方程的时间步进法进行非线性数值造波的模拟证实了在频域中得到的结论,在数值波浪水池中生成了稳定的带有波前的高品质Ｓｔｏｋｅｓ波。     

SH-guided waves in layered piezoelectric/piezomagnetic plates

The propagation of shear horizontal (SH) guided waves in a coupled plate consisting of a piezoelectric layer and a piezomagnetic layer is studied. Both the layers are transversely isotropic and perfectly bonded along the interface. The upper and the lower surfaces of the plate are assumed to be mechanically free, electrically open and magnetically closed. Two different cases are considered. One is that the bulk shear wave velocity of piezoelectric material is larger than that of piezomagnetic material. The other is that the bulk shear wave velocity of piezomagnetic material is larger than that of piezoelectric material. The dispersion relation is obtained while the phase velocity is among the bulk shear wave velocity of two different layers. The numerical results show that the phase velocity approaches the smaller bulk shear wave velocity of the material in the system with the increase in the wave number for different modes. The thickness ratio and the properties of the piezoelectric material have great effect on the dispersion behaviors. The results of this paper can offer some fundamental theory to the application of piezoelectric/piezomagnetic composites or structures.     

二维数值波浪水池中的潜体绕射试验

在摇板式造波机生成的二维数值波浪水池中进行了潜没圆柱的模拟绕射试验。先在频率域中确定造波机的运动形式 ,并在时间域中模拟摇板运动生成带有波前的高品质Stokes波的过程 ,作为入射波条件。数值造波和数值绕射试验采用边界积分方程的时间步进法 ,探讨了在自由面和板面交点处自由面条件与物面条件的相容性、开边界辐射面边界条件、时间与空间域上的数值离散方法等 ,得到了稳定、合理的波形和波浪力时域非线性结果 ,并与相应的频域二阶解的结果作了比较 ,证实了本数值波浪水池试验方法的适用性。     

两层流体中大直径圆柱体的水动作用力

研究了两层流体中大直径垂直圆柱体上的水动力特性．基于分离变量法,建立了绕射势和辐射势的解析解,导出了作用在大直径圆柱体上水动作用力的计算公式．与单层流体不同,对两层流体,作用在大直径圆柱体上的水动作用力,除了表面波模态的波浪力、附加质量和阻尼系数外,还有内波模态的波浪力、附加质量和阻尼系数．对所建立的求解模型进行数值计算分析的结果表明,在某个频率范围内,流体的分层效应对这些水动力量的影响是不可忽视的．