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江苏大丰潮滩潮流边界层特征研究 总被引：7，自引：0，他引：7
2003年7月中小潮期间使用MIDAS-400用户化数据采集系统在江苏大丰潮滩上进行了垂向多层位同步的流速和悬沙浓度观测。根据观测资料研究了潮流作用下的潮滩底部边界层过程,结果表明,观测地点的潮汐不对称现象十分明显,落潮流速、历时和输水输沙量皆明显大于涨潮;在潮周期内的多数时间里流速剖面符合对数分布,但在风力较强、水流快速增加和流速缓慢的情况下,流速剖面常偏离对数分布;悬沙颗粒垂向混合均匀,悬沙浓度剖面符合Rouse公式;落潮时的底部切应力和摩阻流速明显大于涨潮,摩阻流速与各水层流速通常有较好的线性关系;滩面糙度主要与沙纹形态和推移质运动强度有关,它与摩阻流速存在密切关系;悬沙浓度具有明显的减阻效应,受其影响,摩阻流速和底部切应力分别减小了28%~41%和40%~62%。 相似文献
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不考虑波浪、海流以及平台运动的作用,研究管内流动对冷水管动力性能的影响。基于悬臂输液管道梁模型,通过轴向流速比α、流速角比ψ和切向流速比φ三个进流口流场参数描述自由端边界条件,获得冷水管在内流作用下的控制方程。从流体动力项对管道做功的角度分析发现,φ对管道失稳的临界流速有很大的影响,并且φ=0被认为是对进流口流场的正确描述;然而,通过Galerkin法分析发现,φ=0的进流口流场模型不能解释进流口压降Δp对动态失稳基本没有影响的试验现象。相反,φ≠0的进流口流场模型在使得进流口压降Δp的影响几乎为零的同时,还能够获得较大的临界流速,与Kuiper观察的试验现象相符。切向流速比φ的正确评估是准确预测临界流速的前提条件。 相似文献
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台湾岛以东海域是黑潮变异最为强烈的区域之一,副热带逆流(STCC)区产生的大量涡旋西传至此,对台湾以东的黑潮流径和流量产生较大影响。但是受观测资料限制,目前对这些涡旋的垂向结构尚不清楚。利用ARGO剖面浮标资料并结合卫星高度计资料,对台湾岛以东的涡旋垂向结构及其运动特征进行了详细的分析。通过分析表明,这些涡旋垂向尺度可以深达2 000 m,水平尺度约200 km,其表层切向速度可以达60 cm/s,与黑潮流速相当,而在1 000 m层上的平均切向流速还可达8 cm/s左右。根据高度计资料分析,这些涡旋是源自STCC区的Rossby波西传结果,其Rossby变形半径为43 km,其相速度约4.2 cm/s。另外,根据浮标观测表明,1 000 m层上东海黑潮按照流速可明显分成3个区段。 相似文献
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振荡流层移输沙条件下悬沙层泥沙扩散系数垂向分布特征研究 总被引：1，自引：0，他引：1
层移输沙是海岸带泥沙运动的主要形式之一,其垂向悬沙浓度分布规律的研究一直是海岸工程关心的重点。一般情况下,经典的纯扩散模型被用来描述和解释悬沙浓度的试验数据,该模型认为周期平均悬沙浓度主要由参考浓度、泥沙沉速和泥沙扩散系数确定。泥沙扩散系数可以由泥沙沉速和悬沙浓度的垂向梯度反演得到。既往研究大多直接给出泥沙扩散系数的结果,对于不同反演计算方法间结果差别的研究较少。本研究汇总了已有振荡流层移输沙试验数据,采用曲线拟合方法和直接差分方法计算了相应的泥沙扩散系数,研究表明两种方法得到的计算结果在垂向位置z 0.15 m处差异不大,随着垂向位置的升高,差分方法的计算结果略微大于拟合方法。考虑到拟合方法可以得到连续的泥沙扩散系数垂向分布,本研究推荐使用幂函数形式的曲线拟合方法求解悬移泥沙扩散系数。基于此,对比分析了层移输沙悬沙层泥沙扩散系数随泥沙粒径、振荡流周期、均方根流速和振荡流类型等物理参数的变化规律。在纯振荡流层移输沙条件下,泥沙扩散系数随泥沙粒径的增大而增大,而振荡流周期和均方根流速几乎不影响泥沙扩散系数。在振荡流和定常流共同作用下,泥沙扩散系数受振荡流周期和定常流流速的影响,泥沙扩散系数随着振荡流周期的增大或定常流流速的减小而增大。 相似文献
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根据流速剖面估计海底粗糙长度的研究 总被引：3，自引：1，他引：2
由于底床的摩擦作用,河口海岸近底层的水体流动与远离海底上层的水体流动产生很大的差别,形成重要的底边界层。在近底层由于水层与床面有频繁的物质交换,所以研究河口海岸边界层对水流、泥沙、温度、盐度垂向混合、底沙运动等物质过程有着重要的作用。底床粗糙度是研究河口海岸沉积物运移和水流结构的重要因素,它由颗粒粗糙度、底形粗糙度和推移质输沙粗糙度组成。目前还没有一个经验公式来计算底床粗糙度,但是在无波浪的情况下粗糙度可以通过拟合流速的对数分布(卡门-普朗特公式)来求得。利用对数拟合方法必须满足两个条件:一是必须测量近海底三个层面以上的流速,二是测得的流速剖面必须满足对数分布。 相似文献
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研究了静态和切向流动作用下对二氯苯-丁二腈(DCB-SCN)偏晶合金的定向凝固过程.实验结果表明,静态条件下,DCB以小平面相方式生长,随着抽拉速度的提高,DCB-SCN偏晶凝固组织形貌发生液/固两相完全分离组织-规则纤维状共生组织-不规则弥散组织转变.施加切向流动作用后,DCB生长晶面出现胞状扰动,并且偏晶共生纤维间距随流速的增高而变大,但对于同一流速,仍然满足λV0.5=常数.同时,切向流动能够细化弥散偏晶组织中第二相颗粒尺寸,这主要缘于流动引发的固液界面形态变化能 相似文献
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《海洋湖沼通报》2018,(5)
海岸和河口地区是波浪和潮流相互作用最复杂的区域,在潮流和波浪作用下,该区域泥沙运动是当下的研究热点,也是难点。为探究波浪和潮流共同作用下的泥沙悬浊度的分布情况,本文采用辽东湾近海区域实测水文及泥沙悬浊度数据,进行波流作用下的泥沙浓度特征分析研究。分析显示:观测期间,潮流呈现半日潮性质,呈现东北-西南走向,涨潮流流速略大于落潮流流速;观测期间波浪以西南向波浪为主;泥沙浓度与垂向水深呈正比关系,且与流速相关性较好,而与波高、波浪周期相关性较差;利用窦国仁公式对辽东湾近岸泥沙浓度与动力条件关系进行拟合分析,得到α、β分别为0.0045和0.00037,相关系数γ=0.76。 相似文献
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根据2012年6月在海州湾湾顶浅海区利用ADCP定点测流以及CTD等观测资料,采用经验模态分解(EMD)和Hilbert变换方法,对该海区海流的垂向流速分量及其影响因素进行了分析,研究了垂向流速分量的频率结构及其随时间的变化。结果表明,海州湾湾顶浅海区垂向流速分量变化不规则,以团块状分布为主。经验模态分解显示垂向流速分量存在不同的模态,各模态对整个波动的贡献差异明显,其中心频率构成具有垂向变频特征。垂向流速分量与水平流速分量在低频模态和趋势项具有较好的相关性,表明垂向流速分量与水平流速分量具有一定的联系。 相似文献
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在对珠江口外2006年冬季航次走航ADCP观测资料处理中发现用Joyce的方法不能有效地订正系统误差,其原因在于订正角与航速、船艏向相关。给出了一个订正角为船艏向余弦的拟合函数,得出良好的订正结果。分析了VmDas软件处理流速结果的精度,给出了系统误差识别的方法。发现观测资料中一些不能为VmDas软件识别的错误数据,分析了海况对观测资料的影响,提出了观测资料质量控制与误差订正的一套程序。 相似文献
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The soil resistance developed during temperature- and pressure-induced large lateral movements of shallowly embedded subsea flowlines is an important input parameter for the structural design process. A major source of uncertainty in calculation of the soil resistance is the undrained shear strength of the soil berm produced as the flowline moves across the seabed, which is affected by the level of remoulding. To investigate the effect of pipeline embedment and displacement amplitude on the shear strength of the berm, a set of centrifuge model tests was conducted on kaolin clay, involving laterally moving pipelines with constant embedments in the range 5%–35% of the pipe diameter. Back-analysis of the test results, using finite element limit analysis, showed that the shear strength of the soil berm is a function of pipe displacement amplitude, pipe embedment, and soil sensitivity. On the basis of these results, we propose that the overall berm undrained shear strength may be determined as a convolution of the shear strengths of its constituent soil elements. Finally, a formula is presented for calculating the shear strength of soil elements within the soil berm, and this is used to back-analyse the overall soil berm resistance from the model tests. 相似文献
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海洋湍流混合过程对大洋热盐环流具有重要调控作用,因此海洋湍流混合特征量如湍动能耗散率等物理量的定量刻画,主要通过现场湍流观测来实现。为满足长期连续海洋湍流混合观测资料的迫切需求及打破国外的技术封锁,自行研制了基于水下滑翔机的湍流观测仪。为了测试滑翔机在小尺度湍流观测方面的可行性,将一个携带有剪切探头的湍流仪安装在滑翔机本体上,并在千岛湖进行了一系列的实验。滑翔机平台的主要噪声来源于浮力调节机构中的油泵,油泵会在接近剖面的底端时开启。三轴加速度谱在30 Hz左右有明显的谱峰,说明滑翔机油泵的振动频率应该是在30 Hz左右,在其他频率点上振动较小。由剖面下潜过程(开泵)的波数谱可知,开泵时虽然对湍流观测有影响,但是振动频率在波数空间中处于无效观测谱一侧,由此说明平台的振动对剪切信号影响很小。剪切探头测得的耗散率在10-7 W/kg量级上,且都与Nasymth理论谱吻合良好,验证了滑翔机在小尺度湍流观测方面的可行性。 相似文献
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Starting from vorticity equation, the triggering mechanism and amplitude decay of shear waves in the ocean are discussed in this paper. The theoretical analysis indicates that by the action of stripped external force (for examples, the sudden setting of stripped wind, moving stripped wind, etc. ), shear waves can be triggered. This is qualitatively consistent with satellite observations. The amplitude decay process of shear waves by the action of side friction is also discussed in the paper. The theoretical model is quantitatively consistent with satellite observations. 相似文献
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The dynamic torsional buckling and post-buckling of elasto-plastic circular cylindrical shell isstudied.By the usage of the Bodner-Partom constitutive relation,the present visco-plastic problem is treat-ed as an orthotropic elastic problem.Based on the nonlinear large deflection shell therory,the governingdynamic buckling equation is solved by the Runge-Kutta method,and the critical buckling stress is deter-mined by the B-R criterion.The present paper is mainly focused on the imperfection sensitivity,the strainrate sensitivity,and the dynamic post-buckling characters for the shell loaded dynamically with a constantshear strain rate.Numerical results show that the critical shear stress and imperfection sensitivity will in-crease with the increase of strain rate.It is found that the elastic buckling stress is more sensitive toimperfection than the visco-plastic buckling.The present research also reveals some dynamic post-bucklingcharacters for the cylindrical shell,and it is shown that the shell will vibra 相似文献
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Qiao Fangli 《海洋学报(英文版)》1996,15(2):145-158
Ｔｈｅｍｉｘｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｉｎｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｏｃｅａｎｓｈｅａｒｗａｖｅｓ￥ＱｉａｏＦａｎｇｌｉ（ＦｉｒｓｔＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｃｅａｎｏｇｒａｐｈｙ，ＳｔａｔｅｏｃｅａｎｉｃＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ｑｉｎｇｄａｏ２... 相似文献
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Numerical Simulation of Spatial Lag Between Wave Breaking Point and Location of Maximum Wave-Induced Current 总被引：2，自引：0，他引：2
A quasi three-dimensional numerical model of wave-driven coastal currents with the effects of surface rollers is developed for the study of the spatial lag between the location of the maximum wave-induced current and the wave breaking point.The governing equations are derived from Navier-Stokes equations and solved by the hybrid method combining the fractional step finite different method in the horizontal plane with a Galerkin finite element method in the vertical direction.The surface rollers effects are considered through incorporating the creation and evolution of the roller area into the free surface shear stress.An energy equation facilitates the computation process which transfers the wave breaking energy dissipation to the surface roller energy.The wave driver model is a phase-averaged wave model based on the wave action balance equation.Two sets of laboratory experiments producing breaking waves that generated longshore currents on a planar beach are used to evaluate the model's performance.The present wave-driven coastal current model with the roller effect in the surface shear stress term can produce satisfactory results by increasing the wave-induced nearshore current velocity inside the surf zone and shifting the location of the maximum longshore current velocity landward. 相似文献
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动三轴采集的试验数据点(剪应变与动剪模量和阻尼比之间)具有离散性和有限性,为方便应用需要对数据点进行拟合,但现有经验公式不一定很好吻合试验数据。为得到不同剪应变与对应的动剪模量和阻尼比之间的关系,本文利用最小二乘原理,对渤海某海洋平台地基土进行动三轴试验获得的动剪模量、阻尼比与剪切应变的数据进行了分段多项式的拟合。数据处理过程是先对剪应变值进行了压缩处理,然后再分段低次多项式拟合,得到多项式拟合参数。通过此项改进解决了正规方程解中的病态问题,且拟合效果良好。 相似文献
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卷管式铺管法在海管铺设中的应用愈发广泛,在铺设作业中管道会发生几何非线性变形,导致出现复杂的力学性能变化。针对管道在上卷、退卷过程中的屈服变化过程,通过弹塑性理论进行分析,推导出管道退卷后残余轴向应力的解析解;随后利用有限元软件ABAQUS建立模型实例,对比解析解与有限元模型,两者的计算结果基本吻合。基于上述有限元模型,研究上卷时的张力和退卷时的后张力对椭圆度、截面轴向应力和剪切应力的影响,并进行敏感性分析。模拟结果表明张力和后张力变化会影响管道截面的变形程度,退卷后截面上残余的轴向应力远高于剪切应力,并且通过敏感性分析,得到了残余椭圆度、残余应力随张力和后张力变化的规律。研究可为卷管铺设过程中张力和后张力的选择提供参考和借鉴。 相似文献
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Huai-Na Wu Lei Ma Zhen-Yu Yin Suksun Horpibulsuk 《Marine Georesources & Geotechnology》2013,31(6):532-541
This article presents a case history of the performance of a full-scale test embankment constructed on a marine soft clay deposit improved by prefabricated vertical drains (PVDs) in the east of China. For analyzing the subsoil behavior, a 2D FEM model is established, in which the PVD-improved effect is considered by a simplified method of equivalent vertical hydraulic conductivity. The calculated results can predict the settlement behavior well; however, the FEM gives an underestimate for the value of excess pore pressures and it predicts similar values for the dissipation rate of excess pore pressures. The measured undrained shear strength of subsoil, Cu, is compared with the predicted value based on Ladd’s empirical equation and the Modified Cam-Clay model (MCC). The shear strength predicted by Ladd’s equation agrees well with the measured value, whereas the MCC overestimates the ability to improve subsoil shear strength during consolidation. The undrained shear strength of subsoil, Cu, increased as the construction progressed, and the shear strength incremental ratio, ΔCu/Δp′, decreased slightly with the degree of consolidation, U. 相似文献