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为了满足我国海洋工程抗风设计需求,在南海某海洋平台定点开展了原型测量工作。通过对海面上82 m和29 m两处开展实测工作,获得了冬季寒潮和超强台风"尤特"影响下的风场现场实测数据。利用非平稳过程分析方法对两类强风过程的脉动风分量、湍流强度、阵风因子、湍流积分尺度和脉动风谱等风场特性进行了分析。验证了脉动风分布的高斯性,给出了湍流强度与阵风因子的非线性拟合参数,分析了不同高度处风场特性剖面变化规律,证明了脉动风实测谱与Von Karman经验谱的良好拟合关系。 相似文献
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针对我国对海水温度剖面的测量需求,在分析已有方法优缺点的基础上提出了一种新的方法——光纤温度剖面连续测量系统.此测量系统以光纤光栅传感器为测量单元,采用波分复用的方式串接在一起组成船载拖曳链,再通过甲板上的解调终端实时显示所测物理参量,从而实现分布式实时测量.这种方法能够以低成本快速高效获得高分辨率的海水温度剖面分布情况,为海洋探测提供丰富有效的数据.课题组设计制作了拖曳链系统的甲板机及60 m长的拖曳链,并在青岛近海进行了拖曳海试,实时获取了试验数据,达到了预期效果. 相似文献
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不同海洋动力过程之间的相互作用决定了海洋系统内部的结构,外观表征上则反映了海洋动力要素的空间及剖面精细化分布与演变特征,海洋动力系统相互作用理论愈来愈成为支撑海洋耦合数值模式与数值预报发展的重要基础。不同于Reynolds尺度平均概念,基于局域平稳均匀统计意义下的集合平均可易于实现集合层级和系统划分。在此基础上提出了一种实用的集合平均方法,分析了不同海洋动力过程之间的相互作用机理,包括大尺度动力过程对中、小尺度过程的输运、剪切生成作用,以及后者对前者的混合作用。重点揭示了湍流、波动对涡旋/环流的输运通量剩余量主要分量所起的作用,探讨了波动强剪切生成湍流的能量贡献效应等性质,为海浪-海流耦合实用模块的研发及数据资料处理提供设计方法。 相似文献
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深渊观测是开展深渊科学研究的前提。文章介绍了2020年7月"东方红3"船在马里亚纳海沟"挑战者深渊"附近完成的一次海洋调查。基于船载温盐深综合剖面测量系统获取的万米级剖面数据,分析全海深的温盐性质,并依据Thorpe尺度方法和细尺度参数化方法,进一步估算不同深度层的湍动能耗散率。结果表明:"挑战者深渊"的深层海水十分稳定, 3 000—5 000 dbar的温盐特征与下层绕极水相同;受弱层结背景下的内潮影响, 5 000—8 000 m的耗散率显著提升。本次调查获取的万米级水文剖面为马里亚纳海沟的深渊探索提供了数据方面的支撑。 相似文献
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海洋湍流混合在海洋能量和水体物质交换过程中发挥着重要作用,目前海洋湍流的刻画主要通过湍流现场观测来实现,要想对海洋湍流进行更加深入的研究,有赖于更高分辨率的快速测量仪器;但是目前我国在湍流观测设备方面仅仅处于起步阶段;且国内湍流仪所用传感器均以剪切传感器为主,剪切传感器存在仪器震动影响观测精度的问题。人们在对湍流的产生及变化的机理深入了解的过程中,提出了一种基于温度快速变化的湍流观测方法,针对此方法,给出了一种基于FP07的自容式定点海洋湍流仪的设计方法,并针对潜标系统的观测需要完成了深海观测、大容量存储的原理样机的研制,并将样机进行海试实验,验证了该湍流仪测量湍流耗散率的可行性和正确性。 相似文献
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海洋湍流动能耗散率的获取主要是依靠精细结构的流速剪切原始数据,而目前获取数据的最为有效和可靠手段是使用专用的湍流测量仪器.翼型剪切流探头作为仪器最为重要的部分,其性能决定了获得数据的有效性和可靠性,为此,对其特性的研究具有重要的科学价值和工程意义.翼型剪切流探头在标定和实际测量过程中,其数据获取精度受很多因素的影响,为... 相似文献
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由于湍流混合直接观测技术难度大、成本高,很大程度限制湍流混合的研究,所以基于温、盐、流资料估算海洋湍流混合的方法应运而生。本文应用在吕宋海峡观测到的23个自由下降微结构湍流剖面仪观测数据和水文观测数据,首次对目前常用的Gregg-Henyey-Polzin(GHP)细尺度参数化、Mackinnon and Gregg(MG)参数化和Thorpe尺度方法进行比较研究,评估它们的适用性。发现GHP参数化方法能够很好地估算吕宋海峡的湍流混合。虽然GHP参数化方法估算的耗散率总体上要偏弱于观测的结果,但估算和观测的差异在2倍以内的结果占71%,与微结构湍流剖面仪观测到的耗散率在水平分布和垂向分布上呈现出相同的分布特征。基于MG参数化方法发现估算的吕宋海峡西侧1200m以浅的耗散率比观测值大,但总体上呈现出相同的分布特征。另外,MG参数化估算与观测差异在2倍以内的结果占58%。表明相比于GHP参数化方法,MG参数化方法的估算值更偏离观测值。Thorpe尺度方法在估算吕宋海峡的耗散率时,估算和观测的差异在2倍以内的结果仅有30%,70%的估算结果与观测结果相差高出1个量级,空间分布上与观测结果差异较大。对比吕宋海峡湍流混合参数化方法的结果表明GHP参数化方法最优,MG参数化方法其次,Thorpe尺度方法相对GHP和MG参数化方法较差。 相似文献
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影响北极冰下海洋Ekman漂流垂直结构与深度因素的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
Ekman漂流是上层海洋普遍存在的一种运动形式。本文提出了用实测温盐数据计算冰下Ekman流速的计算方法,与2010年北极考察期间同步获取的海流剖面数据进行比较,获得了满意的结果。基于这个结果,可以通过比较容易获得的温盐数据,计算Ekman漂流垂直结构。海水层化的存在导致在跃层处湍流黏性系数减小,强烈抑制了流速的向下传播,致使Ekman漂流在跃层处完全消失。结果表明,冬季上层海洋漂流会发生在较大的深度上,而夏季海冰拖曳引起的漂流只能达到20～30m的深度。Ekman漂流的深度只与跃层的深度有关,与海冰的漂移速度无关。漂流层变浅意味着海冰拖曳做功产生的能量不能进入海洋深处,而是在很浅的表层水体内积聚,有利于加剧海冰的底部融化。计算湍流黏性系数通常需要密度剖面和流速剖面的观测结果,在只有密度剖面的情况下,可以采用本文的方法计算Ekman漂流,获得上层海洋的湍流黏性系数剖面。 相似文献
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On the basis of the time series observations from a temperature chain and an acoustic Doppler current profiler on the continental shelf of the northern South China Sea, a sequence of internal solitary waves （ISWs） and background waves （BWs, including internal tides and near-inertial waves） on the continental shelf were captured simultaneously after the transit of Typhoon Neast in October 2011. These measurementsprovided a unique opportunity to explore the influence of BWs on the ISWs. The BWs appeared a conversion on the current strength and vertical mode structure during the observational period. The BWs were dominated by weak and mode-one waves before October 2 and then turned to strong and high-mode waves after that time. Meanwhile, the ISWs displayed different wave structures before and after October 2, which was closely related to BWs＇ changes. According to the current profiles of BWs, the high-mode wave structure with strong current could significantly strengthen the vertical shear of ISWs in the near-surface layer and promote the breaking of ISWs, and thus it may play an important role in affecting the background current condition. 相似文献
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底边界层中沉积物的再悬浮和沉降是控制陆架海悬浮沉积物的输运的关键过程。沉积物输运过程的数值*模拟也依赖于沉积物侵蚀和沉降的关键参数的研究。本文根据济州岛西南泥质区的坐底观测估算了此处临界应力。通过底边界层声学仪器ADV和PC-ADP的流速和悬浮物浓度同步观测,基于湍生成与耗散平衡假设,使用惯性耗散法计算沉降速度。这种方法得到的沉降速度ws平均值为0.91 mm s-1,标准差为0.20 mm s-1,此结果远大于Soulbsy（1997）和LISST-ST现场观测粒径分析仪等经验方法的结果。这主要是由于两种方法的本质不同,惯性耗散法形象的刻画了底边界层的水动力,并且更加合理的现场估计沉降速度ws,然而Soulsby的方法通常适用于静水环境。我们提出了一种估计临界应力的新方法,根据悬浮颗粒物浓度时空变化的统计分析（深度平均的悬浮颗粒物浓度对时间求导数）和对应的底应力估算侵蚀临界应力τce和沉降临界应力τcd。侵蚀临界应力τce和沉降临界应力τce的变化范围为0.11-0.25 Pa,对应的中值分别为0.20 Pa和0.16 Pa,这也证实了侵蚀临界应力略大于沉降临界应力。除此之外,我们还使用了另一种方法估算临界应力,通过沉降速度间接估算的临界应力范围为0.06-0.17 Pa。 相似文献
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The vertical mixing process induced by internal tides was investigated by repeated conductivity, temperature, and depth (CTD)
measurements and bottom-mounted acoustic Doppler current profiler (ADCP) in Uchiura Bay from July 24 to 25, 2001. Internal
tides were observed with a wave height of 40 m and a horizontal current of 0.3 ms−1. Density inversions were found in the CTD data, and the method of Galbraith and Kelley (1996) was applied to the data to
identify overturns and to calculate Thorpe scale. Most of the overturns distributed in the region of low Richardson number,
so that they were considered to be caused by shear instability associated with the internal tides. Thorpe scale was calculated
to be 0.48 m. From the Thorpe scale, the vertical eddy diffusivity due to internal tides in Uchiura Bay was estimated as K
ρ ∼ 10−4 m2s−1.
This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date. 相似文献
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海洋浅层土质剪切波速与深度的关系分析 总被引：1，自引：0，他引：1
剪切波速是工程场地地震安全性评价最重要的参数之一。应用测试的大量海洋浅层土质的剪切波速数据,利用最小二乘法通过三种模型探讨了不同土质类型的剪切波速与深度的关系,给出了不同土质类型的剪切波速与深度拟合最佳的统计公式。并与《构筑物抗震设计规范》的推荐公式在某一海域工程场地的测试结果进行对比分析,结果表明:本文所建立的统计公式对剪切波速的预测效果明显好于规范所推荐的统计公式。所推荐的海洋不同土质类型的剪切波速与深度间的统计公式,可供无波速测试的海洋工程场地使用。 相似文献
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The maximum shear modulus of soil is a principal parameter for the design of earth structures under static and dynamic loads. In this study, the statistical data of the maximum shear moduli of reclaimed ground in the Songdo area on the western coast of Korea were evaluated using various field and laboratory tests, including the standard penetration test (SPT), piezocone penetration test (CPTu), self-boring pressure meter test (SBPT), down-hole seismic test (DHT), seismic piezocone penetration test (SCPTu) and resonant column test (RCT). Soils were classified variously by using a conventional unified soil classification system and classification charts for CPTu data. For the soils containing mostly sand and silt, the soil classifications using the classification charts for CPTu data show good agreement with the unified soil classification. Based on the statistical analysis on various maximum shear moduli, new site-specific empirical correlations between the shear moduli and SPT and CPTu values were proposed. Predictions of the maximum shear moduli using the proposed correlations were compared with the data obtained from the DHT, which is comparatively exact in evaluating the maximum stiffness of soils. The good agreement confirmed that the proposed correlations reasonably predicted the maximum shear moduli of soils in western coastal area of Korea. 相似文献
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V. G. Bondur K. D. Sabinin Yu. V. Grebenyuk 《Izvestiya Atmospheric and Oceanic Physics》2017,53(1):120-126
The analysis of inertial oscillations on the Gelendzhik shelf of the Black Sea is presented. Spectral characteristics of the current fields are studied based on the measurements taken by the acoustic Doppler current profiler. Strong variability of the inertial oscillation hodographs at variations in the background shear current and diverse forms of inertial oscillations measured at a fixed point at various values of the shear current are revealed. The relation between the passage of the multidirectional jets and the trains of inertial oscillations inside the jets in the studied region are established. 相似文献
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Sei-ichi Kanari 《Journal of Oceanography》1991,47(1):17-25
This paper describes a free-fall micro-scale profiler (MSP) which can measure vertical profiles of microscale velocity shear,
temperature gradient, and conductivity gradient of both fine and microscale ranges, together with the vertical profiles of
temperature and conductivity. The measurable vertical scales of the microscale shear range from about 50 cm to 2 cm.
The MSP was designed to perform profiling to depths of 500 m with a nominal fall speed of about 70 cm sec−1. Retrieval of the instrument is accomplished by a 700 m Kevlar string of 1.5 mm in diameter wound on a portable winch, after
ballast has been released at a present depth by a mechanical rupture disk.
The results of sea trials show that the microscale shear spectrum nearly corresponds with the theoretical one derived on the
assumption of homogeneous turbulence. 相似文献
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脚靴式海上升压站灌浆连接段强度分析研究 总被引：1，自引：1，他引：0
与国内已建成的海上升压站相比，脚靴式海上升压站导管架对桩和套筒间的灌浆连接强度要求更高，完全套用单桩风电结构的分析方法会使结构设计不准确。由于桩和套筒之间设置有剪力键，当特殊情况时还需增加灌浆连接增强钢筋，在地震及撞船作用下容易导致灌浆接触界面分离等破坏，当前尚未有针对此类情况系统的灌浆连接强度校核方法。以某脚靴式海上升压站为例，分析其在在位、撞船、地震、疲劳等多个主控工况下灌浆连接、剪力键及增强钢筋的强度及稳定性，结果表明该海上升压站灌浆连接段满足设计要求，并研究了各参数对灌浆连接段强度的敏感程度，为今后脚靴式海上升压站各主控工况下的灌浆连接段强度分析、优化设计提供参考与借鉴。 相似文献