人类重大工程改变河口潮波传播方向引发的灾害与恢复

珠江河口网河密布,地貌形态极其复杂.人类为改变环境而进行许多重大工程,但有时因为对工程引发的复杂河口水动力特性的变化认识不足,导致工程带来严重的负面灾害性影响.有些影响通过长时间自然演变得以恢复,有些则不可逆转.五十年前珠江河口白藤堵海工程造成当地严重的内涝灾害,却又在十年后自然恢复,其动力变化原因始终不明,值得研究.采用河口整体数值模拟对白藤堵海工程及其水动力特征进行了计算.通过河口整体大区域计算的流动过程分析发现,堵海工程后鸡啼门水道因通潮能力不够,造成了潮波由竹银经泥湾门水道至上而下的逆向传播,引起了工程前后泥湾门区域水动力特征的极大变化,引发严重的内涝灾害.十年后鸡啼门水道自然冲刷,通潮能力的增强,使潮波逆向传播现象消失,该区域水位过程基本恢复到工程前状态,洪涝灾害自然消除.     

黄海海底辐射沙洲区的M2潮波

建立了东中国海潮波数值模型，模拟了Ｍ２分潮波的传播，以研究Ｍ２分潮波的时空分布与黄海海底辐射沙洲形成和演变规律之间的关系．Ｍ２分潮波进入南黄海后，部分受山东半岛阻隔，在半岛以南水域及海州湾呈逆时针旋转．旋转波与后继的南黄海前进波在江苏北部沿海相遇，并在弓京港附近的水域形成潮波辐聚．在辐聚区内，潮差大，流速急，成为塑造海底沙脊间深槽的主要动力条件．７０００年前古海岸下Ｍ２分潮的数值试验表明，古河口附近的潮波为移动驻波型，其范围刚好与现在的南通市相对应．此结果可以为海底辐射沙洲形成演变的研究提供一定的依据     

考虑底摩擦与岛屿影响的渤海潮波计算：渤海潮波计算中对不同形式的方…

采用二维非线性或线性潮波微分方程和三种不同底摩擦形式，在考虑岛屿或忽略岛屿（线性平滑）两种情况下，分别对渤海单个Ｍ２、Ｓ２、Ｋ１、Ｏ１分潮进行了数值计算。得出了这４个分潮在不同情况下的同潮时线和等振幅线圈及在部分站位上的调和常数值。计算表明，对渤海Ｍ２、Ｓ２、Ｋ１、Ｏ１单个分潮进行数值计算时，非线性方程中浅水和对流非线性项存在或不存在，对计算结果几乎没有影响，亚网格尺度岛屿对计算结果的影响并不大。     

Boussinesq型方程对三维非线性波传播的数值模拟

该文建立了适宜于相对水深和复杂地形的非线性波传播的三维数学模型，模型包括任意水深点流场与波动净压力场的求解。在均匀水深条件下就不同波高、水深及波长的组合对推进波的波面、流速场和波动净压力场进行了全面数值模拟。将计算结果与解析解或物模实验结果进行对比，表明模型能较好地模拟各种组合下波浪传播的波动特征以及复杂地形上非线性波的传播。     

潮波运动对珠江三角洲分流的影响

感潮河段内节点分流受潮波作用的影响,其分流过程与非感潮河段节点有所不同。本文以河网密布且潮波作用强烈的珠江三角洲为研究对象,利用二维水动力模型在“无径”、“无潮”和“径潮”三种条件下进行模拟,引入分流不均匀系数定量描述流量分配,量化了潮波对感潮河段节点处分流的影响。结果表明,潮波改变了珠江三角洲区域径流在河道分支内的分配,特别是在枯季。整体而言潮波的作用是抑制无潮情况下的不均匀分流,枯季时西江下游节点处潮波作用可以逆转径流单独作用时的影响。敏感性分析表明,对节点处分流影响最大的是M2分潮,其次是K1,O1和S2。另外,长期密集采砂造成的水深增加进一步加强了潮波作用的影响。     

波浪在变深区的向岸传播

基于非线性长波方程,除在开边界对幅射波进行了线化处理外,还对局部波数(波长)、局部相位以及入射波速进行了修正。以圆柱绕射、斜坡底折射和波浪向岸传播为实例进行了计算。结果表明:对于波向变化、破波位置及波幅变化诸方面其计算与经验是一致的。因此本文的工作拓宽了非线性长波方程的适用范围,而且为应用Boussinesq方程研究浅水波变形打下了基础。     

洋流和潮波产生的感应电磁场对比

为定量计算洋流和潮波产生的电磁场,分别建立多层模型来描述洋流和潮波的运动。依托多层洋流模型,利用毕奥-萨伐尔定律和镜像法得到洋流产生的稳恒磁场的解析表达式;依托多层潮波模型,利用麦克斯韦方程组和电磁场的边界条件得到潮波感应电磁场的解析表达式。基于所得到的解析表达式,分析海水速度、电导率等参数对洋流和潮波产生的感应电磁场的影响规律,研究频率对潮波产生的感应电磁场的影响并将其与洋流产生的结果进行对比。结果表明：海水速度的大小、速度随深度衰减的程度、电导率等参数均对洋流和潮波产生的感应电磁场有明显的影响;在各参数的合理取值范围内,速度变化对感应电磁场的影响程度更大;当潮波频率趋于0时,潮波运动产生的感应电磁场与洋流产生的电磁场趋于一致,证明了多层洋流模型与多层潮波模型在研究海洋环境背景电磁场时的正确性。     

底摩擦系数对渤海潮波系统数值模拟的影响

采用非结构有限体积近岸海洋模型（finite volume coastal ocean model,FVCOM）,对渤海潮波系统进行1年的数值模拟．分析了不同底摩擦系数对渤海潮波系统数值模拟的影响,并选取潮波系统误差较小的结果,进行15天、1月和1年的调和分析,以比较不同调和分析时间对结果准确性的影响．结果表明：模拟结果与实测调和常数分布有较好的一致性;开边界条件一定,当底摩擦增大时整体海域振幅值相对减小,无潮点也向潮波传入方向左偏;底摩擦系数为0．002时潮波系统整体模拟结果较好;调和分析的时间不宜少于1月．     

波浪在淤泥质床面上传播时波要素的变化

从理论上研究了波浪在淤泥质床面上传播时波高的沿程衰减和波长的变化规律对比分析了宾汉体模型和粘弹性体模型的数值计算结果，并用实验进行检验，结果表明：浮泥底床采用宾汉体模型是合理的。弹性影响可忽略不计，淤泥底床考虑弹性的影响是必要的．还讨论了波高衰减的非线性特征，以及泥层厚度、周期、水深等诸因素对衰减率的影响．     

黄海辐射沙洲波浪折射数学模型

建立了黄海辐射沙洲波浪折射计算的数学模型。模型依据Ｌｏｎｇｕｅｔ－Ｈｉｇｇｉｎｓ提出的波数平面上波浪能量密度沿波射线守恒的理论，建立近岸浅水点与深水边界波谱之间的关系，采用三角形网格概化水下地形，使得波射线方程的求解简化成几何问题；采用逆追踪法，即由近岸浅水工程点出发沿与波射线相反的方向追踪，减少了计算的盲目性和计算工作量；深水边界采用方向谱，并可选择不同的谱型以满足不同问题的需要，黄海辐射沙洲区     

运动多层介质中电磁波传播特征及其场量的变换关系

利用Lorentz变换矩阵和运动各向同性均匀介质电磁场量间的关系,导出多层介质沿任意方向运动时,在静止参考系中其电磁波传播特征,分析多层介质内的电磁场量变换关系,给出传播能流密度,并对推导结果分情况进行了详细讨论.     

波在颗粒物媒质中的传播特性

颗粒状物质是介于固态和液态之间的一种特殊的物态形式,有其独特的物理性质．我们通过计算机模拟实验,研究波在颗粒物媒质中的传播速度与压强的关系、颗粒物间摩擦系数对传播速度的影响．     

3D显示技术的原理及应用

介绍了常见的3D显示技术的基本原理，对各种3D技术的优缺点进行了阐述，对3D显示技术目前的普及状况和应用领域作了详细说明。     

岩石三维裂纹扩展问题的近场动力学数值模拟

近场动力学（PD）方法基于键的形式处理断裂问题,对裂纹尖端可自动追踪,因而在求解三维裂纹扩展问题时具备极大的优势,但该方法中也存在数值震荡与边界误差等问题。为解决上述问题,首先应用无网格伽辽金弱形式框架对非常规态基近场动力学方法进行了探讨;随后引入近场动力学微分算子（PDDO）近似,并对比分析了该近似与重构核粒子（RKPM）近似间的差异,提出了具备更高数值精度的RKPM-PD耦合算法,并给出了该算法的隐式迭代流程。最后,通过若干数值算例验证了该算法在求解三维裂纹扩展问题上的有效性。     

计算机三维重建技术发展与应用

叙述了国内外三维重建的发展状况及三维重建研究的重要意义。提出了利用三维重建技术建立专家系统 ,对工程图二个视图的识别与匹配实现智能识图 ,重建三维模型 ,通过判断反馈系统 ,实现人机交互 ,是一种比较理想的ICAI系统。     

海洋三维仿真平台的潮流模拟可视化建模

潮流数值模拟的科学可视化与虚拟现实是海岸海洋科学研究重要的现代技术手段.首先从地理信息系统的角度对潮流数值模拟系统的数据模型进行了论述,指出三维潮流数学模型基本方程(Navier-Stokes方程组和Boussinesq假定),同时建立了基于海洋物理的实时海面模拟潮流数学模型,提出了适合水文数值模拟的对象模型方法;其次探讨了空间流场的可视化技术,阐述了虚拟现实在潮流数值模拟中的作用;最后设计并实现了一个海岸海洋潮流模拟虚拟现实的原型软件系统3DVROcean,并在黄海辐射沙洲等的潮流数值模拟试验中进行了实际对比检验.     

联合使用AutoCAD和3DS建立三维计算机模型

ＡＵＴＯＣＡＤ 与３ＤＳ各有所长。ＡＵＴＯＣＡＤ 具有绘图、编辑功能强等诸多优点，３ＤＳ 的渲染着色功能非常强。联合使用这两种软件来建立适合工程设计要求的三维计算机模型，可以有效地提高工程设计的质量和效率。     

三维油藏模型色彩显示

三维油藏模型彩色显示是油藏数值模拟和仿真的一项关键技术．它是在用地质统计方法将原始地质数据转化为网格化的空间数据场后,利用着色、消隐、投射、挖切等可视化手段建立空间几何模型,由此得出能显示物性的立体图、物性区间图、体化栅状图等各种三维油藏地质图件．该技术特征是,对网格内的每一个象素都进行了插值计算和着色,从而避免了锯齿状的物性区间边缘;着色直接利用网格结点的物性值进行,又能够直接反映油藏的真实情况．本法得出的三维油藏图件色彩逼真,描述细致,经胜利测井公司和物探局使用认为技术上有创新,有较高的实用价值．开发环境：在ＳＵＮ工作站上,以Ｘ－Ｗｉｎｄｏｗ和Ｍｏｔｉｆ为平台．