长江河口表层沉积物输移特征分析

基于聚类分析和Gao-Colliins粒径趋势分析模型对长江口948个表层沉积物样品的特征及输移进行研究,结果表明:长江口表层沉积物的变化可划分为3类:第一类沉积物以粉砂为主,主要分布在长江口外东南方向10~40 m等深线以浅区。第二类沉积物主要以粉砂质砂、砂质粉砂为主,主要分布在长江口苏北沿岸以东海域20~40 m等深线之间。第三类沉积物以细砂、中细砂为主,分布区域主要在苏北沿岸地区。长江口外沉积物整体的输移趋势大致可分为沿岸向南和朝口外偏东北两个方向。长江北支出口附近沉积物有向河口内输移的趋势,北支口外20~40 m等深线之间有来自苏北沿岸、外海陆架的来沙在此汇聚后转向东北方向输移。南、北港口外受径流、沿岸流的影响大部分沿岸向南输移,另一部分向外海陆架输移,并在10 m等深线处部分泥沙输移趋势逆时针偏向东北,在研究区域东北角存在有陆架向河口的输移趋势。     

2008年台风森拉克引起上层海水降温的机制

采用区域海洋模型(regional ocean modeling system,ROMS)模拟了2008-2009年西太平洋的水动力过程,重点关注台湾东侧台风影响的海域,研究2008年13号强台风森拉克引起的上层海水降温机制.通过对模拟结果的分析,认为30m以上海水的降温主要是扩散作用即夹卷效应造成,而30m以下海水的降温主要由垂向对流即上升流造成.海水从下层50～800m的深度处辐聚上升,在表层50m以浅辐散流出.台风过后海水温度逐渐恢复.研究认为:台风会加强海水的垂向湍流/混合,导致最大Ekman泵吸水深下探,使得下层的低温海水更有可能到达表层.     

博格达山西缘三葛庄凸起多期构造变形及其对博格达山隆升的响应

三葛庄凸起位于准噶尔盆地东南缘柴窝堡盆地,夹持于博格达构造带与伊连哈比尔尕构造带之间,因其地理位置特殊,三葛庄凸起的构造演化对区域构造的研究有积极作用。通过二维地震资料解释、演化剖面制作,结合前人研究成果,揭示了三葛庄凸起构造特征及演化过程。认为三葛庄凸起的形成经历了多期构造抬升,与前人对博格达山的多期隆升研究有较高的匹配。结果表明:三葛庄凸起经历三期构造运动,受构造运动控制,三葛庄凸起形成三个明显的角度不整合,包括三叠系底部不整合,侏罗系底部不整合以及古近系底部不整合。三葛庄凸起是博格达山向西的延伸段,其演化受到博格达山的控制。晚二叠世博格达山初次隆升,三葛庄凸起随之抬升,造成三叠系底部不整合。受到印支运动的影响,博格达地区晚三叠世又遭受了强烈的挤压运动,在三葛庄凸起表现为三叠系与侏罗系之间的角度不整合。新生代时期博格达山及北天山的持续隆升导致三葛庄凸起南部发生挤压沉降,沉积新生界将博格达山的西段掩盖。     

末次冰期以来东海内陆架沉积反映的海平面变化

对东海内陆架泥质沉积区MD06-3042孔(27°05.4′N,121°24.1′E,水深62m,岩芯长34.1m)样品进行了高分辨率的粒度分析和14C年代测试,重建了末次冰期以来东海内陆架区的海平面及沉积环境的变化.14.0ka左右,海平面已经到达现今海平面下62m等深线的位置,大量沉积物在此沉积.13.0~4.2ka之间,受海流等多种因素影响,少量沉积物在此沉积.4.2~3.2ka之间,现代东海内陆架的泥质沉积主体在该岩芯附近快速堆积.东海内陆架的泥质沉积体由北向南,由内向外逐渐形成,具有阶段性.     

2909年春季巴里坤一次大降水天气过程诊断分析

2009年4月29日至30日巴里坤大降水天气过程的分析表明,大降水的水汽源地在昌吉州东部地区,水汽自源地向大降水区域输送和聚集.对流层低层的辐合和高层的辐散,造成对流层的上升运动,为大降水天气提供了动力条件.对流层中层的冷侵入,对大降水的作用非常重要.     

多物理场耦合仿真对流在微波加热中的作用机理研究

微波炉加热水或者牛奶等液态食物时,在温度横向分布向不均匀的同时会出现比较明显的纵向不均匀,其特点是上部的温度高于底部温度,最终导致微波加热不充分.为了分析温度纵向不均匀性产生的作用机理,以进一步提高加热效果,本文使用了多物理场仿真软件,模拟了微波与常规电热器等底部加热方式加热一杯水时温度变化的情况.通过分析对流现象对电场与温度分布的影响,我们发现：由于微波加热的不均匀导致对流只发生在局部区域,无法形成类似于电热器底部加热方式中自下而上的对流,最终导致了温度分层的现象.     

双层预应力大跨度地铁车站结构震害模拟与分析

以箱型双层预应力大跨度地铁车站开发为研究背景,采用动塑性混凝土损伤本构模型,用拉压损伤因子描述混凝土在循环荷载下的非线性与疲劳性能,综合考虑了震前土-结构自重应力、钢筋混凝土预应力和地铁车站结构的阻尼效应,对土-地铁结构相互作用系统地进行了地震过程的非线性数值模拟.分析了震害发生时大跨度预应力地铁车站结构的破坏过程、破坏形式和抗震薄弱位置.结果表明:地铁车站侧墙底部外侧首先产生裂缝,之后顶板中板在与侧墙连接处、跨中底部等位置出现裂缝,并迅速开展,部分位置甚至形成贯通裂缝;其中靠近底板位置处的侧墙外侧易产生竖向拉压破坏,顶板和中板的跨中及板在与侧墙连接处易产生水平向拉压破坏;侧墙与顶板底板连接处交替出现剪应力集中.靠近底板处的侧墙外侧与顶板在与侧墙连接处上侧位置破坏时间早,因而是影响框架安全的关键部位.     

机场航站楼金属屋面敞开式檩条风荷载分布

基于缩尺比模型的风洞试验不易直接测试细小构件上的风荷载,借助数值风洞技术,通过建立建筑及其屋面檩条的空间模型,精细划分局部网格,获得不同风向角下屋顶敞开式檩条构件的风荷载分布.结果表明,敞开式屋面檩条构件受斜风作用更为不利,同时水平向的切向力比垂直向吸力更为显著,是构件抗风计算中不可忽略的重要部分.屋顶檩条风荷载分布具有明显的规律性,在屋面的尖角区域最大,因为该区域屋面曲线弧度最大,气流在该位置产生了较强分离对流,从而形成了较强的垂直向风吸力和水平切向力;在屋面的外侧区域风荷载也较大,与建筑边缘区的气流分离直接相关;在屋面的内侧区域明显较小且分布较为均匀.通过增加将檩条底部封闭的气动措施可以有效地减小屋面外侧区域檩条极值风荷载20%以上,但对屋面内侧区域的檩条效果不明显,建议将初始檩条底部敞开设计方案优化为在建筑边缘区域檩条底部封闭.     

基于长期健康监测数据的混凝土单箱三室箱梁遮阴效应

单箱三室箱梁温度效应复杂,在王家河特大桥箱梁混凝土内埋置了89个温度传感器、并布置了光电辐射传感器与风速传感器,采集频率均为1次/20min。利用无线采集模块进行数据采集,得到单箱三室箱梁太阳辐射温度场分布规律。研究结果表明：太阳辐射测试结果存在季节性,夏季太阳辐射强烈,风速测试结果无明显季节性;受太阳辐射作用影响,向阳侧边腹板竖向温度梯度大于背阳侧竖向温度梯度,夏季竖向温度梯度大于冬季温度梯度;受对流作用影响,中腹板除顶底部测点外变化极小可被忽略;受太阳高度角影响,冬季向阳侧照射时间比夏季长。冬季箱梁最大横向温度梯度为12.0℃,大于夏季的4.7℃;箱梁横向温度梯度成U型分布,背阳侧横向温度梯度的98%超越概率值为6.472℃,首次提出基于向阳侧和背阳侧温度梯度的中国铁路规范的修正公式;建立考虑遮阴长度的温度场模型,揭示了向阳侧腹板横向温度梯度冬季大于夏季的原因。     

南黄海辐射沙脊群地貌演变的模拟研究

南黄海辐射沙脊群的地貌演变机制是物理海洋和海洋地质学家们近30多年来争议较多的问题.本文设计了两个理想实验,模拟苏北潮流脊在理想地形下的发育过程.通过对比真实地形和两个理想地形下的模型结果,本文探讨了潮流脊的发育条件和古沙坝对沙脊群发育的影响以及沙脊群在理想状态下的演变过程.结果表明,(1)江苏近岸海域辐射状流场不依赖于辐射状地形,局部区域的地形差异不影响大范围的潮波系统和潮流特征;辐射沙脊群区域的辐射状潮流是潮汐与中国东部岸线的必然产物.(2)废黄河口海域不断受到侵蚀,等深线向后退,是辐射状沙脊群发育的重要泥沙来源之一.(3)潮致沉积和侵蚀对20m水深以下且未发育潮流脊的平坦地形影响微弱.     

Dynamic mechanism of the upwelling on the west side of the submerged river valley off the Changjiang mouth in summertime

Based on the analysis of the field observation data off the Changjiang mouth in August 2000 and satellite image of sea surface temperature (SST) in summer of 1997, it indicates that there exists the upwelling event on the west side of the submerged river valley (SRV) off the Changjiang mouth. The calculated results of the three-dimensional numerical model show that this upwelling is induced by the barotropic effect, baroclinic effect, bottom Ekman effect and their interaction with the slope bottom topography. The baroclinic effect is the main cause producing the upwelling at the northern SRV (on the east side of the South Passage of the Changjiang estuary), while the barotropic effect is the main cause at the southern SRV (on the east side of the center of the Hangzhou Bay mouth). The dynamic mechanism producing the upweiling off the Changjiang mouth is different with the general one along coast and on the continental shelf.     

风应力和科氏力对长江河口没冒沙淡水带的影响

应用改进的三维数值模式ECOM,考虑径流、潮汐潮流、地形、混合和口外陆架环流等多种动力因子,研究风应力和科氏力对枯季长江河口南槽没冒沙淡水带形成的影响.枯季没冒沙区域存在着淡水带,其形成的动力机制主要是长江径流和振荡的潮流.本文的数值计算结果表明,在分叉的长江河口,枯季北风产生向岸的埃克曼输运,导致北港流进南港和南槽流出的水平风生环流,阻挡了南槽外海盐水的入侵,有利于没冒沙水域淡水带的形成.在北半球科氏力使水流运动向右偏转,上游径流带来的淡水沿南汇边滩下泄,有利于没冒沙水域沿岸淡水带的形成.     

2008年澎湖海域寒害事件的EOF分析

2008年2月浙闽沿岸流的冷水异常地入侵台湾海峡澎湖水域,造成大量损失.为明确其发生过程中海表温度场、流场及风场间的相互关系,通过总结浙闽沿岸流两种流态变化特征,利用经验正交函数法(EOF)和矢量经验正交函数法(VEOF)分析NGSST的海表温度资料、数学模式的海表流场数据和Mercator的海表风场数据,从海表流场和风场角度讨论寒害事件发生的原因.结果表明,在长时间、高强度的东北季风驱动下,强大的浙阅沿岸流把大量冷水带到台湾海峡,从而引起寒害事件的发生.     

长江河口石洞口电厂扩建工程温排水三维数值模拟

采用改进的河口海岸海洋三维数值模式ECOM,考虑潮汐、径流、风应力和江表面热通量的作用,计算和分析石洞口电厂扩建工程夏季温排水的输运扩散.数值模式计算流速流向和实测资料符合良好,表明模式能较正确地模拟长江河口的水动力过程.模式计算结果表明,温排水分布在沿岸一带,受径流作用,下游受影响范围远较上游大.在本工程排水口附近,大潮和小潮平均温升分别为2.34和2.84℃,表层温升为1.0℃的面积分别为0.09和0.20 km~2,底层温升为1.0℃的面积均为0.09 km~2.大潮期间流速大,平流和侧向扩散作用大,造成大潮期间本工程排水口附近温升大小、温升沿岸扩展的范围和量值明显比小潮期间小.     

乳制品冷链物流货架寿命模型

以乳制品中的乳酸饮料为研究对象,引用有效温度的概念,基于Arrhenius模型构建有效温度的求解模型.据此建立乳制品冷链全过程货架寿命模型,分析冷链运输过程中温度对乳制品货架寿命的影响.经过计算和预测,结果表明:该方法能够准确地为消费者提供真实的货架寿命,实现对乳制品货架寿命的实时监控,以达到对乳制品冷链物流质量控制的目的,提高乳制品冷链物流质量.     

Investigating different bio-responses of the upper ocean to Typhoon Haitang using Argo and satellite data

The responses of the upper ocean to Typhoon Haitang in July 2005 are investigated using Argo float and multiplatform satellite data. The results show decreasing sea surface temperature （SST）, a deepening of the mixed layer depth （MLD）, and enhanced Chloro- phyll-a （Chl-a） concentration. Two extreme cool regions are identified. While the magnitude of SST cooling in the two regions is similar, the biological response （Chl- a enhancement） differs. To facilitate comparisons, the region to the northeast of Taiwan is defined as region A and the region east of Taiwan as region B. Ekman pumping and the intrusion of the Kuroshio play an important role in the enhancement of Chl-a in region A. Cold eddies provide the material source for the forma- tion of the cold center in region B, where mixing is dominant. Because of the relatively high translation speed （5 m/s） in region B, Ekman pumping has little influence on the cooling and Chl-a enhancement pro- cesses. Moreover, the MLD is shallower than the nutri- cline, which means that mixing does not result in a marked increase in nutrients in the euphotic layer （where the nutrient concentration is uniformly depleted）. Sea temperatures, in contrast, gradually decrease with depth below the bottom of the mixed layer. In contrast toregion A, region B showed no significant enhancement of Chl-a but strong SST cooling.     

一步波动方程法求解对流-扩散方程

把波动方程法的分步求解合并为一步求解,从而提高了计算效率．采用集中质量、显式有限元法求解非定常对流－扩散方程．在对流项和扩散项比值任意的情况下,一维算例得出与精确解一致的数值结果．数值解不振荡,耗散误差也很小．而且在满足稳定性的条件下,柯朗数的大小对数值解的精度基本没有影响,时间步长和空间网格的选取比较灵活,这在实际应用上很有意义．     

长江口北槽悬沙输移机理分析

运用通量机制分解法对长江口北槽深水航道的实测水文泥沙资料进行了分析,将悬沙通量分解成了8个动力项,从平流输沙、潮泵效应输沙和垂向净环流输沙三方面综合分析了长江口北槽的悬沙输移特征。研究结果表明:在水文资料实测年份时,北槽输沙主要来源于上游来沙;平流输沙项占总体净输沙的比重最大;潮泵输沙所占比例较小;航道内的各测点的垂向净环流输沙主要受欧拉余流控制;深水区悬沙含量垂向变化明显,河口浅水区,表底余流方向不同,垂向净环流输沙作用增强。     

Uniform resonant chaotic mixing in fluid flows

Laminar flows can produce particle trajectories that are chaotic, with nearby tracers separating exponentially in time. For time-periodic, two-dimensional flows and steady three-dimensional (3D) flows, enhancements in mixing due to chaotic advection are typically limited by impenetrable transport barriers that form at the boundaries between ordered and chaotic mixing regions. However, for time-dependent 3D flows, it has been proposed theoretically that completely uniform mixing is possible through a resonant mechanism called singularity-induced diffusion; this is thought to be the case even if the time-dependent and 3D perturbations are infinitesimally small. It is important to establish the conditions for which uniform mixing is possible and whether or not those conditions are met in flows that typically occur in nature. Here we report experimental and numerical studies of mixing in a laminar vortex flow that is weakly 3D and weakly time-periodic. The system is an oscillating horizontal vortex chain (produced by a magnetohydrodynamic technique) with a weak vertical secondary flow that is forced spontaneously by Ekman pumping--a mechanism common in vortical flows with rigid boundaries, occurring in many geophysical, industrial and biophysical flows. We observe completely uniform mixing, as predicted by singularity-induced diffusion, but only for oscillation periods close to typical circulation times.     

青藏铁路低温热管应用的能量基础条件

针对青藏铁路冻土路基工程中广泛应用的低温热管,研究了其工作的能量条件和工作效果.依据观测数据对低温热管的降温效果进行了分析研究,并采用有限元方法,在实测数据作为边界条件的基础上对低温热管的30年长期工作效果的变化趋势进行了数值模拟研究.对实测数据的分析以及数值模拟计算的结果都反映出相同的趋势:热管的应用有效地降低了土体温度,并在长期工作中能够持续降低土体温度.研究表明,在气温升高趋势下,低温热管应用于寒区工程的能量基础条件未有重大改变,并能够在30年的寿命期内持续地发挥作用,使应用这种热管的冻土区路基工程热稳定性得到保证.