科学家揭开昆虫水上行走之谜

也许你曾对昆虫如何在池塘、江河和大海的水面上行走感到困惑,现在美国科学家找出了答案。科研人员认为,昆虫以每秒约150厘米的速度用三只多毛的腿像船桨一样搅起水漩使自己前进,而非借助波浪推动。揭开这一奥秘的是麻省理工学院的布什教授和     

曲线坐标系下非均匀水流中波浪传播的数值模拟

利用自适应网格技术，建立了曲线坐标系下缓变水深水域非均匀水流中波浪传播的数值模拟模型。将椭圆型非均匀水流中波浪传播的联合折射-绕射方程化为依赖时间变化的抛物型方程，并以此作为控制方程，克服了一般抛物近似方法的缺点；从开边界条件、不同反射特性的固壁边界条件相统一的表达式出发，对边界条件进行处理；用ADI法数值求解控制方程。验证结果表明，模型能适应复杂的边界形状，可以较好地模拟复杂边界条件下波浪传播过程中的多种物理现象，克服了以往各种代数坐标变换的局限性，有效地反映了水流对波浪传播的影响。模型的模拟结果可供实际工程参考使用。     

作用在直立桩柱上的破碎波浪力研究

采用理论分析与实验相结合的方法,对现有的计算作用在直立柱体上的破碎波浪力的各种方法(莫里森公式、冲击绕流法)特点进行了分析。提出了计算破碎波浪力的绕流绕流冲击法,并给出了计算实例。结果表明,用绕流绕流冲击法计算出的破碎波浪力比常规波浪力大约3倍,约为冲击绕流法的2倍。实验结果证实了此法的正确性。本研究可为新滩海海洋结构物的设计和现役结构的安全使用提供理论依据。     

柱形地形上单浮体的辐射和散射问题

在有限水深、同轴但半径大于或等于浮体半径的圆柱体障碍物地形条件下，基于特征函数展开法，推导了垂直放置的圆柱形浮体由于波的辐射和散射作用所表现的动力学和运动学特征表达式，涉及浮体做垂荡、横荡和横摇运动所产生的辐射势，以及在入射波的作用下，由于浮体固定不动而产生的散射势，并推导了激励力、附加质量和阻尼系数表达式。采用与同轴、同半径圆柱体障碍物地形上单浮体水动力学特性相比的方式和激励力计算两种方法验证了推导的表达式，最后分析了障碍物几何尺寸对浮体水动力学特性的特有影响。     

堆石防波堤护面砌石稳定性研究

本文根据斜坡堤块石受力条件,研究了堆石防波堤砌石护面的稳定性;给出了波坦、相对水深对块石护面厚度影响的理论依据;在分析比较三种公式的基础上,建立了砌石护面厚度的计算公式.该式形式简单,使用方便.七例计算结果与现有试验资料较吻合,可供实际工程参考使用.     

海洋钻井隔水管非线性时域动力分析

本文用有限单元法对海洋钻井隔水管进行非线性时间域动力分析,建立了力学分析模型,推导了有限元动力方程,采用纽马克积分法求解。数值计算结果表明,理论分析是正确的,计算精度可满足工程要求。文章还对隔水管力学强度的各种影响因素进行了讨论。本文所提供的动力分析法及计算机程序可供海洋石油设计部门参考使用。     

天津浮式LNG码头工程防波堤长度的防浪效果数值模拟研究

【目的】为了解规划建设的北防波堤对工程水域的波浪掩护情况。【方法】采用基于Boussinesq方程的波浪数学模型对不同长度防波堤的防浪效果进行模拟研究,分别对重现期50年和10年一遇波浪进行计算。【结果】防波堤建设后,影响港内波浪的主要为E向和ESE向。在设计高水位、50年一遇波浪作用下,北防波堤建设长度为2972m时,H1%波高最大值约为4.17m;10年一遇波浪作用下,北防波堤建设长度为2165m时,H1%最大值约为4.19m。【结论】两个重现期波浪作用下,防波堤分别需建设2972m和2565m以满足港内波浪掩护要求。     

一种非线性水波自由面模型及其海浪数值模拟

在正弦波的表达式中引入一些修正系数,得到一种非线性水波自由面模型,通过确定其修正系数可以快速高效地模拟非线性水波自由面.将模拟的波形与全非线性傅里叶近似法得到的波形对比以验证其正确性.基于线性叠加原理以JONSWAP谱为目标谱,利用该非线性水波模型进行海浪数值模拟,并与LonguetHiggins提出的非线性海浪高程分布模型进行比较,结果表明所模拟海浪与实际海浪规律相符合.     

小型航行体近水面纵向运动鲁棒控制

质量较轻的小型航行体在近水面运动时易受波浪力干扰,影响运动稳定性和控制精度,为抑制干扰,在建立纵向平面动力学模型的基础上,采用H_∞混合灵敏度鲁棒控制方法设计了小型航行体近水面纵向运动控制器,建立了近水面波浪力模型,并结合所建立的波浪力模型进行了小型航行体纵向运动控制的数学仿真和半实物仿真实验研究. 结果表明,所设计的控制器调整时间短,超调小,鲁棒性较强,可较好地解决小型航行体近水面航行时的波浪干扰问题,为小型航行体总体控制系统设计提供参考依据.      

柔性植物消波特性试验研究

根据室内波浪槽试验,详细分析了柔性植物的消波特性。试验结果表明:当水位保持不变时,柔性植物的种植密度、高度、宽度,以及波浪本身的要素,对消浪效果的影响显著。在允许的范围内提高疏密度,加大宽度,可以获得理想的消浪效果。