弱非线性内孤立波在斜坡上的传播演化特性

采用简化的变系数内孤立波传播方程来描述弱非线性内孤立波在不同坡度斜坡上的传播演化过程.结果表明:弱非线性内孤立波在通过斜坡的传播过程中产生了不同程度的分裂现象,分裂为首波和尾波列.在通过斜坡的传播过程中内孤立波主要受到由地形诱导产生的浅化效应和能量耗散作用.对于非线性较弱的内孤立波,地形导致的浅化效应占主导作用,振幅逐渐增大并趋于稳定,而波速逐渐减小并趋于稳定.在相同的地形条件下,随着初始振幅增大,振幅的增加量减小,波速的减小量增加.随着斜坡坡度的增大,非线性内孤立波在传播过程中受到的能量耗散作用逐渐大于浅化效应,使得内孤立波在传播过程中振幅先增大后减小.当经过临界点(上下层流体深度相同的点)后,内孤立波由下凹型转变为上凸型.     

南海东沙环礁附近第二模态内孤立波生成过程的数值模拟

为了研究东沙环礁附近海域第二模态内孤立波的生成机制,基于非静压海洋模型SUNTANS,在南海实际地形条件下建立了南海东北部内孤立波三维数值模型,对该海域内孤立波的传播演变进行了数值模拟.模型模拟出了第二模态内孤立波,其垂向呈三层结构,即上层水体与下层水体水平向流速相同,并与中间层相反.第二模态内孤立波波速模拟值与理论计算值吻合较好.根据模拟结果,分析了东沙环礁附近海域第二模态内孤立波的生成过程,结果表明,该海域第二模态内孤立波源于从吕宋海峡附近海域传播而来的第一模态内孤立波和底部地形的相互作用,并与陆坡上部内潮的影响有关.     

内孤立波与潜艇相互作用的水动力学特性

为了研究海洋内孤立波与潜艇的相互作用,采用有限体积自适应半结构多重网格法求解Navier-Stokes方程,应用双推板造波法模拟内孤立波数值水槽,并将潜艇SUBOFF模型放置于数值水槽中,研究航行的潜艇在海洋中遭遇内孤立波时的流场形态和受力载荷特性。研究结果表明:潜艇在穿越孤立波时在垂向和水平方向的受力都会在短时间内发生巨变,力矩的突变也有可能使潜艇发生倾覆,同时还可能会产生强大的冲击载荷而导致其破损。     

地形及标量非线性作用下的Rossby孤立波机制研究

地形及标量非线性作用下的Rossby孤立波具有不同的演化机制，为理解及解释实际大气运动提供了一定的理论依据。首先，从具有球面效应下的地转平衡和浅水模型出发，利用尺度分析等手段得到了具有标量非线性项意义下的位势涡度守恒方程。其次，利用多重尺度及摄动展开法，推导了非线性Rossby孤立波振幅演变所满足的Gardner方程。通过定性分析及定量数值计算模拟了Rossby孤立波的生成、发展过程。揭示了地形、标量非线性在Rossby孤立波的激发和传播中有着重要作用。     

张力腿平台内孤立波载荷及其理论模型

在大型重力式密度分层水槽中,对内孤立波作用下张力腿平台的载荷特性开展了系列实验.基于两层流体内孤立波KdV(Korteweg de Vries)、eKdV(extended KdV)和MCC(Miyata Choi Camassa)理论,建立了张力腿平台内孤立波载荷的理论模型,给出了该理论模型中三类内孤立波理论的适用性条件.研究表明,张力腿平台的内孤立波水平载荷包括立柱与沉箱部分的拖曳力和惯性力,可由Morison公式进行计算,而其竖向载荷主要为竖向Froude Krylov力,可以通过内孤立波诱导动压力在立柱底部及沉箱上下湿表面进行积分计算.系列实验结果表明,在Morison公式中的拖曳力系数与内孤立波诱导速度场的雷诺数之间为指数函数关系,惯性力系数与KC(Keulegan Carpenter)数之间为幂函数关系,而且基于所建立理论模型获得的张力腿平台水平力、竖向力及其力矩的计算结果与系列实验结果吻合.本项研究在系列实验基础上,为海洋工程张力腿平台的内孤立波载荷预报提供了一个实用的理论计算模型.     

层结流体中缓变地形与耗散作用下的孤立Rossby波

在层结流体中,从带有热外源、缓变地形的下边界条件以及带有耗散的绝热准地转位涡度方程出发,利用小参数展开与时空伸长变换推导了具有热外源、β效应、耗散作用、缓变地形效应的Rossby孤立波方程,得到Rossby孤立波振幅的演变满足带有耗散、热外源与缓变地形的非齐次非线性(KdV-Burgers)方程的结论.     

孤立波对直立防波堤波浪渗流作用的解析计算

浅水波浪在一定条件下可能以孤立波形态与近岸海工设施产生相互作用。该文基于水波反射理论和波浪渗流的Biot固结理论,应用特征函数法,推导了孤立波作用下直立防波堤的反射波速度势和波浪引起的海床内渗流压力分布的解析表达式,并据此计算了作用于直立防波堤底部的由孤立波渗流压力所致浮托力和倾覆力矩。计算结果表明海况与海床条件以及防波堤几何条件等因素的变化对孤立波引起的渗流浮托力和倾覆力矩均有一定影响。在一定条件下,对防波堤的孤立波渗流作用与孤立波直接作用量级相近。与微幅波理论相比,孤立波理论有效反映了浅水波非线性特征的影响。     

内孤立波作用下海床动力响应实验研究综述

研究表明,内孤立波对海床的动力作用对海洋工程和海底底质作用造成重要影响。本文综述了近年来内孤立波与海床交互作用的现场实验和室内研究方面所取得成果,并探讨当前实验研究的一些值得关注的问题。     

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.     

海洋内孤立波中张力腿平台的水动力特性

基于内孤立波mKdV理论,采用时域有限位移运动方程,结合改进的Morison公式研究了两层流体中内孤立波与张力腿平台(TLP)的相互作用,针对东沙群岛南部海域附近某实测内孤立波特征参数,计算并分析了国际船舶结构力学会议提供的张力腿平台(ISSC-TLP)的内孤立波冲击载荷与运动响应,以及张力腿的张力变化特性.结果表明,内孤立波将对张力腿平台产生突发性的冲击载荷以及大幅度水平漂移运动,并使得张力腿的张力显著增大.     

起始冲击波和抑制器抑制效率的比较实验研究

发动机燃气射流产生的起始冲击波对于承载体具有破坏作用，必须采取抑制措施减弱其影响。多孔抑制器就是采用抑制措施之一。该文对具有不同开孔率的超始冲击波抑制器的抑制效率进行了对比实验研究。实验中采用了实验发动机，并且测量了燃气射流所产生的起始冲击波在弧面刚性斜板上的反射压力。通过于子波的分析方法，对压力数据进行了分析，获得了基于子波系数的频带能量谱和冲击波强度指数。提出了评估抑制器抑制效率的2抑制效率，即峰值抑制效率和强度指数抑制效率。研究结果表明，抑制器对火箭导弹发射的起始冲击波有抑制作用，开孔率较小时在近场有较好的抑制效果。     

三峡库区工业固废调查及清理处置探讨

三峡库区将于2003年6月进行二期蓄水，库区内目前堆存有大量的工业固废，在水库蓄水前必须进行清理。通过调查分析，得知三峡库区工业固废近200万t，而且工业固废种类多、数量大、成分复杂，清理处置困难。根据安全、可靠、经济、实用的原则，提出三峡库区库底工业固废处置对策：经鉴别后一般无毒害的工业固废就地处置；超标的工业固废进行搬迁后填埋处置；危险废物全部搬迁后处置或贮存清理处置。     

起伏地表条件下的波场上延法叠前深度偏移

直接从起伏地表开始的叠前深度偏移方法是分析复杂地表和复杂地质体成像的有效手段。借鉴Beasley和Lynn提出的“零速层”的概念与Reshef提出的“逐步一累加”法的思路，根据地震波在真实介质中的传播特性及波的可叠加性，利用“波场上延”法，实现基于相移（时间域）法上延和频率空间域有限差分（深度域）法（ω-xFD）上延的波动方程法叠前深度偏移成像。理论分析和模型试算结果表明，深度域“波场上延”法是解决起伏地表和地下复杂构造双重成像的一种有效方法，实现了波动方程基准面校正和深度域成像的有机结合，其有效性和准确性使该方法可用于实际资料的处理，有较好的应用前景。     

层间耦合与界面自旋波的存在条件

研究了磁场中层间为铁磁性和反铁磁性耦合的两个半无限铁磁自旋链中的界面自旋波及其存在条件。结果表明：在给定链的参数后，对于铁磁性耦合，最多可存在光学－光学型和光学－声学型两种界面自旋波，而对于反铁磁性耦合，则最多可存在光学－声学型和声学－声学型两种。     

解一维大气辐射离散坐标方程的强脉冲SOR法

提出了一种能显著加快收敛速度的强脉冲超松弛迭代法、并针对DOS ISW算法中的空间差分格式不守恒，借助于推导常规阶梯格式和菱形格式的基本方法，提出了一种守恒型的差分格式。     

INTERFACE SPIN-WAVE OF COUPLED SEMI-INFINITE MAGNETIC SUPERLATTICE

The interface spin-wave (ISW) modes or coupled semi-in-finitemagnetic superlattices separated by a nonmagnetic layer have been studied, by use of the magnetostatic method. A general expression of the ISW dispersion relation is obtained. Detailed calculations are performed in the special case where the ttwo semi-infinite superlattices is considered to be identical and the external magnetic field, is parallel or perpendicular to the surface of the. layers. Some results about ISW modes are discussed.     

基于SWAN模型的风生波河道防浪林消浪模拟

选取嫩江干流佰大街堤防为研究区,综合分析其河道地形与岸线条件,应用地表水模拟系统(surface water modeling system, SMS)差分生成局部加密的非结构三角形计算网格。在此基础上,基于第三代浅水波浪模型(simulating wave nearshore, SWAN)模拟防浪林对河道风生波的影响。结果表明:在发生50年一遇洪水时,模型模拟波高与实测波高的相关系数达到0.95,模拟结果较好;嫩江干流佰大街堤防现状防浪林的消浪效果显著,消浪系数达到30.51%;基于非结构三角网格的SWAN模型能较好地模拟以风生波为主的复杂地形河道内的波浪场。     

A—B—A三链系统层间耦合与界面自旋波存在条件

研究磁场中具有单轴各向异性的Ａ－Ｂ－Ａ结构自旋链中的界面自旋波及其存在条件。详细讨论了外场等物理因素对存在条件的影响。     

复杂地表区波动方程基准面校正方法

在分析波动方程基准面校正原理的基础上，提出了“相移一时移法”波场延拓算法，将相移算子分解为偏移算子、延拓算子和时移算子，并修改了Stolt公式，使得波动方程基准面校正能适应地表起伏剧烈、近地表速度纵横向变化剧烈的复杂地表条件。用编写的软件对复杂地表区的实际资料进行了试算，处理结果表明，用“相移-时移法”进行波动方程基准面校正能很好地消除起伏地表和复杂地表结构对数据的影响，为速度分析和同相叠加奠定良好的基础。     

Structure and mechanism of the chromatin remodelling factor ISW1a

Site-specific recognition of DNA in eukaryotic organisms depends on the arrangement of nucleosomes in chromatin. In the yeast Saccharomyces cerevisiae, ISW1a and related chromatin remodelling factors are implicated in establishing the nucleosome repeat during replication and altering nucleosome position to affect gene activity. Here we have solved the crystal structures of S. cerevisiae ISW1a lacking its ATPase domain both alone and with DNA bound at resolutions of 3.25?? and 3.60??, respectively, and we have visualized two different nucleosome-containing remodelling complexes using cryo-electron microscopy. The composite X-ray and electron microscopy structures combined with site-directed photocrosslinking analyses of these complexes suggest that ISW1a uses a dinucleosome substrate for chromatin remodelling. Results from a remodelling assay corroborate the dinucleosome model. We show how a chromatin remodelling factor could set the spacing between two adjacent nucleosomes acting as a 'protein ruler'.