吴正:《风沙地貌学》

该书由我校地理系吴正教授编著,是目前国内外出版的第一本系统的风沙地貌学基础理论著作,全书基本上反映出当前国内外风沙地貌学研究的面貌和水平.全书共七章,按内容可分为三部分;第一部分详细论述了风沙运动的性质,各种风成地貌形态的形成发育和分布规律,以及风成沉积物的特征;第二部分分析了沙漠和沙漠化的成因,提出治理沙漠的原则与措施;第三部分扼要介绍了风沙地貌学研究的主要方法.书中附有100多幅插图和照片.该书的主要特点是:(1)内容全面系统,体系严谨.由微观(沙核形态及表面微结构、风沙运动)到宏观(沙丘群体分布、沙漠的形成与演化),由风蚀地貌(大中小型风蚀形态)到风积地貌(沙坡、沙丘),由沙丘形态到内部构造,即由小到大,由表及里,循序渐进,既有深入的理论探讨,又有扼要的研究方法介绍.全书从观察风成地貌形态入手,以风的动力作用为主线,探讨因果关系,揭示其物理本质,作为贯彻始终的阐明理论的逻辑体系.(2)重视当前已引起全世界关注的全球环境保护的严重问题沙漠化的研究.作者首次     

风成沙波发育过程的计算机模拟

用元胞自动机方法,对风成地貌进行了计算机模拟,得到的床面形态同实际的沙漠景观很相似.结果显示:沙纹,沙丘及沙山相互嵌套的结构是风沙系统在不同尺度上同时表现出来的具有分形几何特征的自组织行为,这说明风沙运动是一个典型的非线性动力学过程.     

高温轻介质中辐射流体力学的等温近似

本文研究了高温轻介质中辐射流体力学的一种近似——等温近似.在这种近似中,突出地强调了辐射热传导的作用,即认为介质中的温度分布由于热传导极强而可以近似地看成与空间无关.在讨论了这种近似的适用条件后,分别用它就一维流的情况研究了连续流、稀疏波和压缩波以及激波等运动形态.     

STOKES问题的优化结果

为了研究Stokes问题的最小二乘有限元近似解的超收敛结果,利用最小二乘曲面拟合的方法给出了Stokes问题的最小二乘有限元解中速度的优化结果.该结果表明:随着构成拟合空间的分片多项式次数的增加,理论上得到的速度的近似解精度越高.该结果是以Stokes问题的正则性为前提的.     

柴达木盆地风成地貌类型与晚全新世古风况恢复

利用遥感图像的风成地貌形态和高分辨率古季风指标, 恢复柴达木盆地晚全新世以来的古风况, 揭示青藏高原抬升时期东亚季风变迁的历史。结果表明, 柴达木盆地晚全新世以来盛行西北风, 同时有少量西风和北风, 主要由亚洲冬季风控制, 夏季风和西风环流的影响甚微。盆地东部沙丘和雅丹地貌记录了末次盛冰期西风环流的风向, 中西部地区的风成地貌指示晚全新世以来盆地发育西北向的亚洲冬季风。青藏高原的抬升阻挡西风环流进入柴达木盆地, 并加强亚洲冬季风, 造成盆地内古风向的改变, 大气环流模式的转变发生在4000 aBP左右, 此时是柴达木盆地气候从暖湿转向冷干的重要节点。     

三层密度分层流体界面内波三阶Stokas解的研究

以小振幅波理论为基础,利用摄动方法研究了三层密度分层流体的界面内波,给出了各层流体速度势的三阶渐近解及界面内波波面位移的三阶Stokes波解.结果表明:界面内波波面位移的三阶Stokes波解描述了界面波的三阶非线性修正及两界面波之间的三阶非线性相互作用;波速不仅取决于波数和各层流体的厚度,而且还与波幅有关.     

论地貌波

地貌波是指地球表面隆起的高地和凹陷的低地相间排列,总体上构成裒太起伏的地貌形态,地球的内力作用形成巨大规模地貌波的胚胎模型,外力作用则对它进行雕琢磨磨属种大小不等规模的地貌波,经过长期的侵蚀、搬运、堆积作用,最后形成起伏不大的波浪状地貌波－－准平原。     

Stokes问题的多尺度小波Galerkin方法

用多尺度小波Galerkin快速算法求解Stokes问题.首先,根据位势理论将Stokes问题转化为第一类边界积分方程.其次,构造具有高阶消失矩的多尺度小波基,并用多尺度小波Galerkin方法求解Stokes方程得到稠密矩阵.最后提出相应的矩阵截断策略,对稠密矩阵进行压缩成为稀疏阵.在保持收敛阶前提下,大大减少了计算量.     

论湖北省地貌波、地貌层和造貌运动

地貌波和地貌层是地貌结构特征.前者指隆起的山地和断陷的盆地相间排列,呈波浪状;后者指地貌呈多层状.这两种地貌结构特征的形成和发展,造貌运动起着决定性的影响.本文对湖北地貌波、地貌层和造貌运动试作概略性论述.其中对湖北地貌波的划分和“地貌层”概念的提出,是一种尝试.     

三维空间中的Navier-Stokes方程外域问题解的存在性

1986年G.H.Guirguis在[3]中给出了外区域上Stokes方程边值问题的一种新的近似结构,这种近似结构克服了以往近似结构中的弱点.本文发展了G.H.Guirguis的方法,研究了非定常线性、定常非线性、非定常非线性Navier-Stokes方程.     

风积沙散体材料的本构关系

为建立无粘性材料风积沙的本构关系,引入风积沙颗粒接触法向密度分布函数和形状修正系数,得到二维条件下颗粒体的平均应力和微观接触力之间的关系,其中微观接触力与接触位移和刚度张量有关.根据颗粒接触的配位数,计算出风积沙体中颗粒总数,进而得到各向异性和各向同性条件下风积沙的本构关系及相应的体积模量和杨氏模量.     

基于DEM的秦岭数字地貌格局研究

基于格网精度为100 m×100 m的DEM数据,应用地理信息系统技术和栅格分析方法,研究秦岭数字地貌格局.首先提取秦岭的主分水岭,作为秦岭南北坡的参考分界线;确定秦岭地貌的分类分级指标,并确定4 km²为秦岭地势起伏度的最佳统计单元;对秦岭的起伏度和高度数据进行分类、编码后,经过数据融合后得到秦岭的数字地貌格局.结果分析表明,利用精度较高的栅格数据,得到秦岭15种地貌组合的空间分布特征,与前人研究成果相符合,精度相当高,同时也为秦岭数字地貌研究提供技术和方法依据.     

长乐东部沿海及海坛岛风沙地貌发育条件分析

本文探讨长乐东部沿海及海坛岛两地海岸风沙地貌的成因,作者根据野外调查结果分析得出风况、沙源和地形空间是长乐东部沿海及海坛岛风沙地貌发育的基本条件,认为气候变干的趋势和人类活动因素是加速海岸风沙地貌形成的触发因素。     

华南全新世海岸沙丘岩的成因探讨

海岸沙丘岩是由风沙沉积经碳酸盐胶结而成;其沉积结构和构造,具有典型的风成沉积特征.沙丘岩的胶结物为低镁方解石,胶结形态呈现出“新月型”接触胶结和重力型悬垂胶结特征,反映典型的大气淡水渗流带胶结特征.华南海岸沙丘岩有表层胶结和近岸胶结两个特点,是贝屑的淋溶、海水汽的浸润及沙丘表面强烈蒸发造成的.     

生物组织对偏振光背向散射Mueller矩阵的分布

用Stokes矢量描述光的偏振状态,光学器件对光的作用,用相应的Mueller矩阵表示,根据散射介质的对称性,从理论上推导出了生物组织背向散射Mueller矩阵的分布,对球形粒子组成的散射介质,画出了各Mueller矩阵元随方位角的分布图,与相应的实验结果进行了比较,结果表明,由球形散射粒子组成的不同粒子直径、不同浓度的散射介质,其背向散射Mueller矩阵的分布花样具有相似性,要区分各散射介质中散射粒子的大小、浓度等特征,必须细致的研究散射介质背向散射Mueller矩阵分布花样强度随径向的变化.     

渤海南部海域中深层滩坝相储层沉积规律及定量预测研究

滩坝砂岩油藏作为一种重要的岩性油藏类型,具有分布复杂、预测难度大的特点。以BZ34油田东营组J砂层为研究对象,在系统地岩心观察基础上,通过岩矿特征、沉积构造、测井相标志明确了其滩坝砂沉积特点。利用古地貌分析手段和地层切片技术进行有利砂体预测,古地貌恢复显示研究区为宽缓的斜坡带,形成大范围的滨浅湖环境,深湖区局限,有利于大规模滩坝砂体形成和分布。井上资料显示有利砂体多发于在古地貌高点。地层切片技术与古地貌预测的砂体有良好的对应关系,可信度较高。因此在古地貌的地质约束下,结合切片技术确定了潜力砂体的分布区。     

变分原理在波浪理论研究中的应用

研究波浪在传播过程中由于缓变地形所引起的折射和绕射现象以及在水流影响下波浪的变形,是海岸动力学中一个十分有意义的课题.本文利用变分原理推导了一、二阶Stokes波的方程,并给出在波浪和水流共同作用下结合波浪折射和绕射的波动方程.其结果与已有的理论结果完全一致.     

包兰铁路沙坡头段防护体系近地面流场特征

基于地形和流场实测，研究了包兰铁路沙坡头段铁路防护体系近地面流场沿NNW-SSE方向的变化．结果表明，由于地形变化以及人工植被和草方格的存在，防护带内等风速线沿风向呈逐渐变疏和抬高的趋势，各高度的风速总体上呈递减趋势，风速放大率为负；沙丘迎风坡风速放大率为正，流动沙丘迎风坡风速放大率高于固定沙丘迎风坡．沙丘背风坡2．5m高度内风速放大率总体为负．防护带内的固定沙丘背风坡气流通体减速，各高度的风速放大率全部为负，平均为一1．48％／m．防护带内地表空气动力学特征发生变化，其中沙丘迎风坡地表风速廓线接近于对数率；人工植被带地表空气动力学粗糙度显著高于流沙区．     

风沙流中基于宏观颗粒模型的沙粒浓度分布

风沙侵蚀是造成土地沙化和干旱区地貌的主要原因,其中沙粒的浓度分布是研究输沙量、颗粒碰撞、风沙流结构等特征的主要影响因素,也是了解颗粒碰撞过程和风沙两相流耦合过程的重要研究内容。为了考虑沙粒与气流的力平衡、阻力和扭矩的变化、碰撞及摩擦等影响,运用了一种新的宏观颗粒模型(macroscopic particle model, MPM)研究沙粒在气流中的运动。与前人研究结果进行比较后发现,宏观颗粒模型在不需要任何附加模型的前提下,能实现风沙两相耦合的准直接数值模拟,根据沙粒运动速度云图所示的风沙流运动状态的不同,沙粒浓度的垂向分布会出现结论不一致的现象。颗粒流系统的内在非线性是造成风沙流运动状态不均匀、不一致的主要因素。数值模拟结果表明,利用MPM模型中的离散颗粒追踪、颗粒速度和位置等信息能够研究多相流条件下的风沙运动机理。     

Transport of Yellow Sand in Stratified Flow over an Isolated Mountain Ridge

The transport of yellow sand over mountain regions in the presence of internal gravity waves has been investigated numerically. The motion of yellow sand particles has been simulated in a Lagrangian frame of reference by solving the time-dependent Reynolds averaged Navier-Stokes equations. An implicit time integration in a fitted body grid arrangement was used to simulate the stratified flow over an isolated ideally bell-shaped mountain. The transport and deposition of particles of various sizes, and of the altitudes where particles were released have been analyzed. Particular attention was given to transport patterns of different sized particles in various atmospheric conditions. The results show that the particle size and the re-lease altitude are both important factors in determining the trajectories of the particles. Small particles tend to be transported a long distance over the mountains, whereas heavier particles settle down around the re-lease source. Due to the existence of an internal gravity wave, the particle release altitude affects the trajec-tory of the particles. The analysis and results provide a very useful tool for the study of atmospheric flow and transport of pollutants over real topographies.