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本文以z坐标下的三维斜压海洋动力学数值模式为基本模式原型,在整理渤海基本数据并诊断计算风生环流和热盐环流作为背景环流场基础上,初步建立了渤海海域动力环境数值模式。模式采用了经校正的Bagnold型方程来计算渤海底移质沉积物输运,悬移质计算则是取二维深度平均悬移质输运方程和河床变形方程,计算含沙量分布以及由悬移物引起的冲淤厚度。利用这种方法建立的沉积物输运模式,定量模拟了渤海沿岸和海底的沉积物输运方向和冲淤分布。模拟结果与通过多年实测水深估算获得的渤海海底沉积物的冲淤变化分布相比较,两者之间在基本结论上是比较一致的 相似文献
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黄河入海泥沙输运及沉积过程的数值模拟 总被引：19，自引：0，他引：19
以利津站代表的黄河入海径流和泥沙数据驱动ECOMSED模型,对黄河入海泥沙悬移输运过程的逐月时空变化、输送通量以及海底沉积效应进行了数值模拟实验。分析结果表明,在忽略再悬浮作用条件下,黄河入海泥沙的输运扩散过程具有明显的季节变化规律,且这种变化具有年际相似性。黄河泥沙入渤海后总体朝向辽东湾西侧海岸扩散,而主要沉降区域是黄河口附近,且随着距离的增大,沉积通量迅速降低。模拟沉积速率一般在0.5~0.1 mm/年左右,与实际调查结果非常接近。海底地形等高线向渤海海盆西部、渤海湾南部,以及渤海海峡方向突出,也反映了泥沙通量的输送方向。从黄河入海泥沙悬移扩散过程的季节变化特征及其海底沉积效应来看,渤海海域泥沙悬移输运过程受潮汐动力、余流和和底层流场等因子的制约。除了黄河河口地区以外,各月悬浮泥沙高浓度区基本一致,集中分布在潮流能量最强的海域,潮流水平动能的大小与悬沙浓度大小分布基本一致。泥沙悬移输运方向与模拟获得的渤海三维风驱-潮致Lagrange余流的方向具有明显的相关关系,泥沙扩散的方向和强度明显受余流方向和强度的控制。 相似文献
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地统计法支持的北部湾东部海域沉积物粒径趋势分析 总被引：7，自引：0，他引：7
在北部湾东部海域采集表层沉积物71 个, 通过粒度分析获得其粒度参数(平均粒径、分选系数、偏态), 用克里格插值法将不规则采样站位的粒度参数内插为规则网格分布的相应粒度参数。采用地统计法分析其空间相关性, 计算度量空间相关性范围的参数, 即半方差图中的变程值。结果表明, 使用地统计分析获得的粒度参数变程值物理意义较为明确, 可作为粒径趋势分析模型的特征距离, 其中分选系数变程值作为特征距离的计算结果与前人的海流、沉积物输运信息更为吻合; 这在一定程度上消除了传统方法(试算法或经验估计法) 获取特征 距离可能造成的模型计算误差。采用不同间距插值时得到的粒径趋势矢量具有不同的空间分 辨率, 其中高分辨率的细化图所反映的海底沉积物净输运趋势与余流和环流等所反映的沉积物输运细节特征吻合较好, 低分辨率的概化图可大致反映该区域沉积物的总体输运趋势。地统计分析的结果对未来研究工作中采样间距的选取也具有指导意义。 相似文献
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本文建立了一个三维原始方程数值模式，模拟山地背风坡的环流系统。模拟结果表明，在较强层结条件下，山地背风坡上地形性中尺度斜压性大大加强，引起背风坡上的反向环流和涡旋偶极子，非粘性动力强迫效应是流场分离的重要机制。 相似文献
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海洋湖沼中的悬移质,像雪片似地不断地沉至海底和湖底,变成沉积物。过去发生的事件和现象,按时代顺序保存在沉积物中。 相似文献
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EOF分析在海岸地貌与沉积学研究中的应用进展 总被引：3，自引：1，他引：2
海岸地貌形成演化的过程和机制是当今海岸地貌与沉积学研究的核心任务.但是,对于海岸带这样高维数非线性系统行为的认识与研究还很有限,因而预测海岸地区地貌演变与沉积物输运就变得比较困难,尤其是动力数值模型在较大时空尺度上的模拟并不理想.数据驱动模型可以一定程度上解决这一问题,并且在数据驱动模型构建之前,经验正交函数(EOF)分析技术能够有效提取、定量表达数据中的主要型式与它们的时空演变,以及不同型式之间是如何相互联系的.这不但有助于构建数据驱动模型进行模拟,更有益于理解这些主控因素是如何影响海岸地貌演化的.进而不断丰富对于海岸地貌演化的过程与机制的认识.故本文在系统整理大量国内外文献的基础上.首先简要介绍了EOF分析的基本原理.然后从砂质和淤泥质海岸剖面的时空变化特征、河口近岸海底冲淤变化的时空演变特征和预测、海岸海洋地区沉积物粒度分布特征和输运等几个方面综述EOF分析在这些研究中的应用进展,同时比较分析研究实例中的问题,进而分析当前研究中的不足,提出应该主要从提高海岸地貌与沉积数据的野外获取手段与时空分辨率,拓宽可供EOF分析的时间或非时间序列的数据类型:深人挖掘EOF分析结果所显示出的海岸地貌与沉积现象中的物理过程与机制.以期为特定时空尺度的海岸地貌与沉积数值模拟提供有价值的参考信息:多与其他线性或非线性分析技术联合使用以作深入分析解释或模拟这三方面来做进一步改进,为实现EOF分析在海岸地貌与沉积学研究中的深入应用与发展提供借鉴. 相似文献
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黄河小北干流汛期和非汛期冲淤过程模拟 总被引：1，自引：1，他引：0
滞后性是河流系统自动调整的重要特征之一。根据河道演变的滞后响应机制,在考虑上游来水来沙和下游侵蚀基准面（潼关高程）共同影响的基础上,建立了能够模拟河道汛期和非汛期冲淤过程的滞后响应模型,并采用黄河小北干流1960-2015年的冲淤资料进行参数率定（1960-2001年）和模型验证（2002-2015年）。结果表明该模型能较好地模拟小北干流汛期和非汛期的冲淤过程。汛期和非汛期累计冲淤量的模拟效果优于单个冲淤量;累计冲淤量和单个冲淤量的模拟效果汛期要优于非汛期。三门峡水库修建后,1960-2015年间小北干流汛期和非汛期的冲淤过程表现出时段差异。根据建立的滞后响应模型,本文分析了来水来沙和潼关高程对小北干流汛期和非汛期各个特征时段冲淤的贡献率,汛期和非汛期的第一时段（1960-1970年,1960-1968年）主要受到潼关高程的影响,但是后续时段主要受到来水来沙的影响。 相似文献
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珠江三角洲干流汊道泥沙分配及变化--以西、北江三角洲为例 总被引：4，自引：0，他引：4
通过对６０年代和９０年代珠江三角洲河网典型汊河泥沙分配变化的对比分析,认为（１）珠江河口区的泥沙主要来自陆相径流挟带的下行泥沙和随潮流挟带的上溯泥沙,其中径流及其挟带的泥沙是现代珠江三角洲建造过程中的基本动力和物质,起着主导作用,而珠江河口区由径流挟带的悬移质泥沙又主要来自西江。（２）西北江干沙处于逐年淤积的总趋势,其中河流段冲淤变化不大,过渡段有冲有淤,以淤为主,潮流段由是普遍淤积。（４）海平面 相似文献
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黄河内蒙古河段非汛期和汛期冲淤量计算方法 总被引：1，自引：0，他引：1
基于多沙河流“多来多排”的经验输沙公式,建立了考虑上站来沙量、前期河床累计淤积量、临界输沙水量及干支流泥沙粒径影响的非汛期和汛期输沙量一般表达式。在此基础上,根据黄河内蒙古河段1952-2010年实测的水沙资料,将其应用于黄河内蒙古河段巴彦高勒—三湖河口河段、三湖河口—头道拐河段以及巴彦高勒—头道拐全河段非汛期和汛期输沙量的计算,并应用输沙率法计算了各河段1952-2010年的非汛期和汛期冲淤量及其相应的累计冲淤量。通过输沙量、冲淤量和累计冲淤量计算值与实测值的对比表明,各河段非汛期和汛期输沙量、冲淤量及相应的累计淤积量计算值与实测值的吻合较好,其中非汛期和汛期输沙量计算值和实测值之间的相关系数R2分别约为0.93和0.97;非汛期和汛期冲淤量计算值与实测值之间的相关系数R2分别约为0.80和0.90;非汛期和汛期累计冲淤量之间的相关系数R2分别约为0.94和0.99。结果表明,就吻合程度而言,累计冲淤量优于年冲淤量,汛期优于非汛期。本文建立的冲淤量方法能够很好模拟该河段长历时的非汛期和汛期冲淤过程,可为黄河内蒙古河段输沙量及长期淤积发展趋势的分析提供科学依据。 相似文献
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杭州湾南岸互花米草生物海岸表层沉积物粒度分析 总被引：2，自引：0，他引：2
互花米草盐沼可显著改变潮滩的水动力条件、沉积特征和地貌演化过程。分析杭州湾南岸互花米草滩内外表层沉积物的粒度特征,互花米草生物海岸沉积物包括粘土质粉砂、粉砂、粉砂质砂和砂质粉砂4类,由东向西各断面草滩内、外沉积物中值粒径逐渐变粗,分选性变好;从低潮滩向高潮滩沉积物的中值粒径Φ值增大,分选性变差。互花米草滩外边界处形成沉积物中值粒径及分选系数的突变点。杭州湾南岸生物海岸表层沉积物以跃移质为主,悬移质次之,推移质最少;由海向岸悬移质、跃移质和推移质均有变细趋势。 相似文献
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We present an evaluation of the procedure by which model prediction bias is examined in palaeolimnological transfer function inference models. We argue that most of the prediction biases commonly reported in the literature are, in fact, fallacious, and are the artificial consequence of the inappropriate manner in which residuals are traditionally examined. We show that the extent of the specious model bias is entirely predictable from first principles and is essentially determined by the strength of the predictive model. We suggest that the analysis of residuals should always be examined as a function of the model's predictions and we discuss the implications of the old and new approaches. 相似文献
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The magnetic structure of convection-driven numerical dynamos 总被引：1，自引：1，他引：0
The generation of a magnetic field in numerical simulations of the geodynamo is an intrinsically 3-D and time-dependent phenomenon. The concept of magnetic field lines and the frozen-flux approximation can provide insight into such systems, but a suitable visualization method is required. This paper presents results obtained using the Dynamical Magnetic Field line Imaging (DMFI) technique, which is a representation of magnetic field lines accounting for their local magnetic energy, together with an algorithm for the time evolution of their anchor points. The DMFI illustrations are consistent with previously published dynamo mechanisms, and allow further investigation of spatially and temporally complex systems. We highlight three types of magnetic structures: (i) magnetic cyclones and (ii) magnetic anticyclones are expelled by, but corotate with axial flow vortices; (iii) magnetic upwellings are amplified by stretching and advection within flow upwellings, and show structural similarity with helical plumes found in rotating hydrodynamic experiments. While magnetic anticyclones are responsible for the regeneration of a stable axial dipole, here we show that excursions and reversals of the dipole axis are caused by the emergence of magnetic upwellings, which amplify and transport a generally multipolar magnetic field from the inner to the outer boundary of the models. Geomagnetic observations suggest the presence of magnetic structures similar to those found in our models; thus, we discuss how our results may pertain to Earth's core dynamo processes. In order to make DMFI a standard tool for numerical dynamo studies, a public software package is available upon request to the authors (supplementary material is available at: http://www.ipgp.jussieu.fr/~aubert/DMFI.html ). 相似文献
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On small-meso scale,the sea ice dynamic characteristics are quite different from that on large scale.To model the sea ice dynamics on small-meso scale,a new elastic-viscous-plastic(EVP) constitutive model and a hybrid Lagrangian-Eulerian (HLE) numerical method are developed based on continuum theory.While a modified discrete element model(DEM) is introduced to model the ice cover at discrete state.With the EVP constitutive model,the numerical simulation for ice ridging in an idealized rectangular basin is carried out and the results are comparable with the analytical solution of jam theory.Adopting the HLE numerical model,the sea ice dynamic process is simulated in a vortex wind field.The furthering application of DEM is discussed in details for modeling the discrete distribution of sea ice.With this study ,the mechanical and numerical models for sea ice dynamics can be improved with high precision and computational efficiency. 相似文献
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Tadatsugu Tanaka 《寒旱区科学》2015,7(5):492-502
The solutions of boundary value problems involving strain-softening material property contain serious difficulties from both modeling of strain-localization and a viewpoint of numerical procedure. Mesh size-dependent hardening modulus is considered to alleviate the mesh size-dependency of the solution. The elasto-plastic soil model with kinematic hardening model considering the cumulative deformation by cyclic loading is developed. In finite element analyses, the dynamic relaxation method combined with the generalized return-mapping algorithm is applied to the static drained and un-drained tri-axial tests and plane strain tests. The cyclic behavior of retaining wall problems by freeze and thaw in cold regions is also analyzed. Finally the dynamic progressive failure analysis of rockfill dam is carried out. 相似文献
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