基于动网格方法的孤立波数值造波研究

基于动网格方法,用模拟推板造波机的方式,在数值模型中产生孤立波.首先经过推导,给出了造波边界的运动公式;之后讨论了网格在水槽长度和高度方向上的尺寸对孤立波模拟效果的影响.数值模拟结果表明,该方法能够较准确地产生目标波浪,并且没有明显的尾波,说明该方法是行之有效的.     

基于FUNWAVE-TVD模型的岸礁次重力波数值模拟

为了研究不规则波条件下岸礁上次重力波的传播规律,采用完全非线性的Boussinesq数值模型FUNWAVE TVD对波浪水槽的物理模型试验进行了数值模拟。在对短波、次重力波有效波高与时均水位模拟结果验证的基础上,采用互相关分析与小波二阶谱研究了次重力波的生成、传播过程及相关的非线性能量传递。结果表明：礁前次重力波从谱峰频段获得能量;礁前斜坡上水深变浅时,非线性作用加剧,更多波能从谱峰频段传至高频段与低频段并伴随着约束波的成长;礁坪上次重力波主要由破碎点移动产生,礁坪末端能量传递主要发生在低频段之间。     

重力波波包在水平风场中非线性传播的数值模拟——I．水平风场为均匀风场

采用全隐欧拉格式(FICE)对重力波波包在均匀风场中的三维非线性传播进行了数值模拟,给出了波包在三维空间中非线性传播的过程,分析了重力波的传播特性及风场对重力波传播的影响。计算结果表明：波振幅随高度的增加而增长,但比线性条件下的指数增长要慢;波包非线性传播的路径和能量传输速度不同于线性重力波理论给出的结果,非线性效应在顺风场中比在逆风场中更显著;风场会改变重力波传播的路径和速度。     

重力波与不同背景风场之间的非线性相互作用

采用二维可压缩大气中重力波非线性传播的数值模式和线性重力理论,研究了重力波在反向和同向(是指风场方向与重力波水平相速度方向相反和相同)背景风场中的传播过程. 结果表明：反向背景风场将拉伸重力波的垂直波长,加速重力波的上传,这一效应导致重力波在较短的时间内上传到较高的高度上并发生不稳定,引起背景风场产生反向射流. 反向射流经过非线性波流相互作用导致重力波的垂直波长逐渐变短. 重力波在同向背景风场中传播时,其垂直波长和群速度都减小,推迟了重力波发生不稳定的时间. 虽然大部分重力波被限制在同向风场中的不稳定区域内,但在不稳定区域上方仍有部分重力波继续稳定地向上传播. 对重力波在反向和同向背景风场中的非线性传播情况的模拟发现,与重力波在同向背景风场中的传播情况相比,重力波与反向背景风场之间的非线性相互作用也非常强烈,而不像经典线性理论预测的那样可以自由传播,并且重力波在反向背景风场中传播时的垂直波长与线性理论预测的结果差别很大.     

正则化长波方程孤立波的数值模拟

构造了求解正则化长波方程的一种Fourier－Galerkin－CenterEuler全离散格式，该格式具有质量与能量守恒性质和保持原微分方程结构等优点．证明了半离散和全离散格式解的存在唯一性，并得到误差估计式．此外，给出了两个数值例子，使用文中提出的全离散格式成功地模拟了单孤立波的传播和双孤立波的碰撞过程．     

双向孤立波问题的数值方法研究

进行了各种数值方法的实验研究 ,最终设计了leapfrog型差分格式和基于小模板的Pad逼近格式 ,求解了KdV型的双向孤立波二元方程组Ut F(U) x =cUxxx .并分别运用了滤波和隐式求解的技巧处理非线性色散方程组差分格式不稳定的问题 ,获得了比较满意的的数值结果     

基于COSMIC RO数据分析青藏高原下平流层重力波的活动特征

重力波的传播及其动力学效应对下平流层的大气环流具有重要影响,通过高时空分辨率的观测资料获取下平流层重力波的相关参数,有利于提高大气循环模式的预报精度和可靠性。利用2006年8月至2016年7月COSMIC (the Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere, and Climate)掩星(Radio Occultation, RO)任务反演的干温廓线,通过S变换,纬向滤波等处理,提取表征重力波活动的参数——势能。以此分析了青藏高原重力波的垂直分布特征和空间分布特征。青藏高原上空的重力波势能存在明显的先减小后增大的垂直分布。对流层顶以下的势能因较小的浮力频率而异常较大;在对流层顶至0风场线,强西风促进重力波的向上传播,势能值相对较大;0风场线对地形激发的准静态重力波存在过滤作用,势能值在0风场线处急剧减小;36 km以上的重力波势能受到强西风的影响而异常增大。青藏高原下平流层的重力波活动有明显的季节变化,重力波活动在冬季较强,夏季较弱。在18～20 km、20～22 km高度,重力波势能的分布在春季、夏季、秋季相...     

变系数WBK浅水波方程的多孤立波解

用齐次平衡法给出了变系数WBK(Whitham Broer Kaup)方程的若干精确解,其中包括多孤立波解.结果表明,在一定条件下,方程的系数不改变波的振幅,却改变波的传播速度;但在某些条件下,方程的系数不但会改变波的传播速度,而且直接影响波的振幅.     

倒车时螺旋桨横向力计算方法

介绍了关于倒车螺旋桨横向力计算的问题.通过对倒车螺旋桨状态的分析,提出一种螺旋桨横向力计算的理论方法.类比进车时排出流对舵影响的方法,推导出倒车排出流的计算公式,同时对斜流横向力的系数进行了修正.依据理论分析,分别对不同的船型进行仿真研究,最后以实船进行验证.仿真结果表明,计算方法是合理有效的.     

船舶流体动力系数与频率响应计算

利用拉普拉斯变换技术及优化方法对船舶运动的试验衰减曲线进行分析处理，提 出了计算船舶流体动力系数及频率响应的新方法，与既往的方法比较将更加合理， 并且方法简单易行，误差较小．可同时求出各个频率下的流体动力系数及运动频率响 应。与试验结果及其他理论方法比较，针算结果是令人满意的。     

潮汐锁相行星的大气环流与气候

红矮星是宇宙中数量最多的恒星,其表面辐射温度比太阳的辐射温度低得多,因此,红矮星的宜居带与恒星的距离非常近．因为距离其恒星较近,在强大引力的作用下,位于红矮星宜居带内的宜居行星很可能是潮汐锁相行星．锁相行星的特征是其一侧永远面对恒星,另一侧则永远背对恒星,从而形成极端不均匀的加热．我们在本文中使用一个真实的大气环流模式与平板海洋相耦合来研究锁相行星表面的气候要素和大气环流特征．我们特别针对两种自转速度进行了模拟试验．结果发现,在慢速自转条件下（自转和公转周期均为243天）,大气环流基本是热力驱动的下层辐合和上层辐散的运动,行星的表面仅有恒星直射点附近比较湿润,其他区域均比较干燥,背阳面尤其寒冷．在快速自转条件下（自转和公转周期均为l天）,科里奥利力的作用比较显著,大气环流以纬向西风为主,并呈现波动特征,赤道上空出现超级旋转的西风急流,湿润区域显著扩大．EP通量诊断分析表明,赤道超级旋转急流是由于热带Rossby波随高度向极地方向传播所产生的EP通量在赤道附近的辐散造成的．     

关于声—重波色散关系及特征频率

对给定的大气上牛顿运动方程连续性方程及绝热方程导出了声－重波的色 关系，并阐明声－重波的两个特征频率及其物理意义。     

船行波的Airy函数渐近解

把船作为点源,从水动力学方程出发,导出无粘流体中水上船行波高积分表达式,并采用留数定理和相位函数展开法获得船行波高用Airy函数表示的一个简洁的渐近表达式,消除了在船行波侧边上的奇性,并改进了Ursell的结果,得到了更明确的结论．     

肥大型船舵法向力的试验研究

舵法向力可视作舵对来流的响应。船、浆的存在仅改变舵上来流的大小和方向而影响舵法向力。本文以试验研究的方法探讨了船、桨两者对来流的作用规律,提出了肥大型船在不同漂角时计算舵法向力的公式: C_N=[1 τ(β)]~2k_O(2π)/(1 2/λ)sin[δ-δ_O(β)] 并对船舶后体形状的影响作了探讨。     

转心在船舶操纵中的应用研究

分析船舶转心的位置变化规律及其影响因素.通过不同情景下各种船舶的操纵实例分析,提出要合理利用船舶转心位置变化规律,提升船舶在靠离泊、过狭水弯道、抛锚等关键操纵过程中的安全性,从而提高船舶操纵的效率.     

五体船型的阻力性能试验

通过试验途径研究了五体船的阻力性能特性,以及五体船后侧体型线形式、位置改变、对称形式、排水量改变、长宽比改变对阻力的影响.结果表明:侧体应该选用艉部过渡平缓的型线;后侧体靠近主体艉部位置较优;采用不对称后侧体的情况不能降低总阻力;减小后侧体排水量能有效降低总阻力;试验中后侧体长宽比的变化对总阻力没有明显影响;前侧体有静水吃水时增加了阻力;五体船型阻力性能大大优于单体船型.     

Modeling Locking Angle of the Multi-layered Biaxial Weft Knitted Fabric in Shear Deformation

This paper introduces the construction of the multi-layered biaxial weft knitted fabric （MBWK fabric） and studies the locking angle of this kind of fabric. Moreover, a locking angle model of the MBWK fabric is established for the first time according to its unique construction. Two kinds of locking angles are considered under different restraint conditions： the locking angle θ1 controlled by the inserting yarns and the locking angle θ2 controlled by the stitch yarns. It is concluded that the ultimate value of the locking angle θ is the larger one of the two angles.     

多层反导体系火力部署优化

研究了多层反导体系火力部署优化问题。首先介绍了多层反导体系的概念及火力组成,分析了反导体系发展的趋势;其次分析了组成多层反导体系火力系统的反导拦截平台部署的基本要求;再次,由于反导作战是一个攻防对抗的过程,因此从博弈角度出发,建立了多层反导体系火力部署min-max模型,并对求解min-max模型的求解算法进行了分析。最后针对实例,应用多层反导体系火力部署min-max模型对多层反导作战部署进行了优化分析,仿真结果表明:只有合理部署各种反导火力平台,构成一体化反导作战部署,才能达到体系的最优化。研究结果可为多层反导体系反导拦截平台协同部署提供有效的方法和途径。