多孔介质土壤冻结过程中的冻涨问题

研究了多孔介质土壤在冻结过程中既发生冻渗又发生冰涨现象的数学模型适定性问题。该问题可描述为一个具有两条移动边界的自由边界问题。文中证明了该问题古典解的局部存在性、整体存在性和唯一性。     

大尺度圆锥结构的冰堆积计算

大尺度圆锥结构的冰力计算不同于小尺度圆锥结构，必须考虑冰堆积的影响，Ｍａａｔｔａａｎｅｎ根据在波兹亚湾Ｋｅｍｉ－Ｉ灯塔试验圆锥上所取的经验建立了大尺度圆锥结构冰力分析有限元模型，但对堆积尺度未给出明确表达，本文分析推导了该模型的这一细节。最后，应用该模型对ＪＸ９－３锥体平台做了堆积分析，分析结果得到设计部门的认可。     

渤海海冰作用特征参数确定方法

将海冰的生成，运移及其与结构相互作用的过程中存在的不确定性作为随机事件或随机过程研究，提出旨在建立设计条件的海冰作用多参数概率分析法，对海冰作用静，动力特征参数的规定与选择问题了探讨，对今后的研究方向提出了建议。     

海冰韧脆转变实验与机理研究

进行了海冰的单轴加载实验研究,试件为10cm×10cm×25cm的长方体,在-7℃下,沿冰晶生长垂直方向加载,加载速率控制在10-4—10-2/s内.通过常应变速率的单轴压缩实验观测了海冰韧脆转变过程的宏观破坏形式,并分别在细微观与细观尺度讨论了冰韧脆转变判据.利用翼型裂纹模型预测了冰韧脆转变点处的应变速率,得出转变点处应变速率的表达式并与实验值进行了比较.     

冰致自激振动测量与机理解释

在海洋平台上观测到了冰致结构的稳态振动,以及冰力和平台响应间的频率锁定现象.通过对实测数据和冰与结构相互作用的破碎机理分析,证明冰致稳态振动属于自激振动.给出了产生冰致自激振动的条件,提出了冰致自激振动的物理机制,指出冰致自激振动发生在冰加载速率的韧脆转变区,整个过程中冰内裂纹的形成与扩展受到了结构运动速度的控制.冰内部的微裂纹行为是解释与描述冰致自激振动的关键要素.     

循环流化床制取流体冰中液滴碰撞-聚并实验研究

对雾化液滴在液-液循环床体内碰撞-聚并现象进行了研究．在相同喷速下，通过改变载冷介质流量和温度，考察了影响液滴聚并发生频率的关键因素；采用高分辨率数码摄像仪实时采集床内颗粒在同一工况下不同高度处的流动状态，应用图像处理与数值计算相结合的方法，分析了颗粒平均粒径沿床高的变化趋势；对载冷介质温度最低时实验所获得的冰晶进行粒径的测量与统计整理，探讨了抑制液滴聚并的方案．结果表明，液滴聚并严重地影响了冰晶尺寸及其分布；在载冷介质流量较小时，液滴聚并频率大大降低，而在载冷介质温度较低时，液滴表面局部破碎及快速冻结导致颗粒平均粒径沿床高呈减小的变化趋势．在保证经济性及不冰堵的条件下，可以通过降低载冷介质温度和减小其流量来改善所制取流体冰冰晶的质量．     

基于SPH方法的渤海海冰动力学数值模拟

简要介绍了光滑质点流体动力学 (smoothed particle hydrodynamics,简称SPH) 方法的基本原理,并将此方法应用到渤海海冰动力学数值模拟中. 在对海冰动力学方程和粘弹塑性本构方程进行SPH处理的基础上,对渤海海冰的动力演化过程进行了48 h的数值模拟,得到了海冰厚度、密集度、速度和主应力的演化过程及分布规律,同时对模拟的海冰厚度等值线分布与卫星遥感图像进行了对比分析. 数值模拟结果表明,SPH能够精确地模拟海冰分布规律以及冰缘线的位置,具有很高的计算精度和稳定性,是一种有效的海冰动力学数值模拟方法.     

Changes in annual accumulation retrieved from Geladaindong ice core and its relationship to atmospheric circulation over the Tibetan Plateau

Annual accumulation records covering 1935 to 2004 were reconstructed using Geladaindong ice core in the source of Yangtze River. A significant positive correlation between annual accumulation and precipitation from nearby meteorological stations was found, suggesting ice core accumulation could be taken as a precipitation proxy in the region. In the past 70 years, precipitation in the Geladaindong region was low from 1930s to early 1960s, and the lowest value occurred in the later 1950s. Since 1960s, precipitation increased dramatically and reached the maximum around 1980s, then decreased slightly in 1990s. By using Mann-Kendall rank statistical test method, a change point for precipitation was determined in 1967. Analysis of the atmospheric circulation over the Tibetan Plateau suggested that, compared with the southwest wind during the low precipitation period （before 1967）, it extended about 2 latitudes northward during high precipitation period （after 1967）. Moreover, during the high precipitation, the trough over the Bal Karshi Lake was also enhanced, and both the meridional wind and vapor transporting displayed a remarkable aggrandizement.     

DINSAR measurement of glacier motion in Antarctic Grove Mountain

Grove Mountain is an important nunatak region on East Antarctic Glacier that blocks the ice flow to- ward Lambert Glacier. The existence of nunataks and subglacial mountains leads to complex ice flow patterns, which are difficult to be measured by conventional ground-based methods. In this study, several JERS-1 and ERS-1/2 SAR images covering this area are used for 3-pass and 4-pass differential interferometric processing. The ice flow field of Grove Mountain and the eastern zone are derived and validated with related knowledge. The research shows that DINSAR is an effective method for meas- uring complex ice flow in Antarctic inland glacier. L-band DINSAR is more suitable for mid or fast ice flow than C-band over this region.     

溜冰机器人运动学分析

设计了腿轮混合结构的溜冰机器人，基于常规的运动学分析方法，建立了相关的惯性坐标系和滚轮坐标系，并根据滚轮在法向无滑动，切向作纯滚动的假设，建立了中心定位轮的运动约束方程及机器人的运动学模型，提出了法向和切向运动特征矩阵的概念，并讨论了机器人的移动性问题，得出机器人存在运动的条件，设计了溜冰机器人运动学状态空间表达式和运动学控制方程，以溜冰机器人为例，分析了其转弯和直线滑行时的运动学问题。