Analysis of the extreme wave elevation due to second-order diffraction around a vertical cylinder     

《Applied Ocean Research》2019

Statistical analysis of nonlinear random waves is important in coastal and ocean engineering. One approach for modeling nonlinear waves is second-order random wave theory, which involves sum- and difference-frequency interactions between wave components. The probability distribution of the non-Gaussian surface elevation can be solved using a technique developed by Kac and Siegert [21]. The wave field can be significantly modified by wave diffraction due to a structure, and the nonlinear diffracted wave elevation can be of interest in certain applications, such as the airgap prediction for an offshore structure. This paper investigates the wave statistics due to second-order diffraction, motivated by the scarcity of prior research. The crossing rate approach is used to evaluate the extreme wave elevation over a specified duration. The application is a bottom-supported cylindrical structure, for which semi-analytical solutions for the second-order transfer functions are available. A new efficient statistical method is developed to allow the distribution of the diffracted wave elevation to be obtained exactly, accounting for the statistical dependency between the linear, sum-frequency and difference-frequency components. Moreover, refinements are proposed to improve the efficiency for computing the free surface integral. The case study yields insights into the problem. In particular, the second-order nonlinearity is found to significantly amplify the extreme wave elevation, especially in the upstream region; conversely, the extreme elevation at an oblique location downstream is attenuated due to sheltering effects. The statistical dependency between the linear and sum-frequency components is also shown to be important for the extreme wave statistics.  相似文献   

利用跨断层形变资料研究天山中段断层现今活动特征     

韩桂红  滕海涛  高歌  李桂荣  张治广 《大地测量与地球动力学》2019,39(1):72-76

利用2001年以来天山中段多个跨断层形变场地的测量资料,从断层运动方向和断层平均速率2个方面分析天山中段3条断层现今活动特征。结果表明,霍玛吐断裂呼图壁段断层的活动性质为正、逆断和左、右旋交替活动;北轮台-辛格尔断裂库尔勒段断层表现为右旋运动特征,活动性质为逆断性;妖魔山F2断裂乌鲁木齐段的断层活动性质以逆断为主。妖魔山F2断裂乌鲁木齐段断层的活动程度最高,霍玛吐断裂呼图壁段最低。霍玛吐断裂、北轮台-辛格尔断裂、妖魔山F2断裂垂直方向上基本均处于张性变化,前两者水平向处于挤压状态;断层活动速率的时间进程具有阶段性特征,各个时间段转折点有较好的匹配性。  相似文献   

波浪溢流作用下海堤内坡高性能加筋草皮护坡防侵蚀特征研究     

潘毅  张同鑫  周子骏  陈永平 《海洋工程》2019,37(1):29-36

基于1∶1的大型水槽试验结果,分析了波浪溢流过程中位于海堤内坡的高性能加筋草皮护面的侵蚀特征。试验观察表明试验期间有一定土壤的损失,但护坡无明显的破坏;土面高度测量表明,当土壤流失发展到一定深度后,如果水动力强度变化不大,侵蚀趋于逐渐停止,这种现象称为侵蚀上限;结合试验现象对侵蚀上限进行了初步解释,并讨论了侵蚀上限达到前的侵蚀速率特征;植株密度监测表明,试验期间的草茎密度基本不变,草叶密度在开始几次试验期间持续减小,而后达到一个稳定值,这对于海堤的可持续防护有重要意义。研究成果能够为波浪溢流期间海堤内坡防御的相关研究和工程措施提供参考依据。  相似文献   

多点液压式波浪能海水淡化系统建模与仿真   总被引：1，自引：1，他引：0  

胡缘  杨绍辉  何宏舟  陈沪  郑松根  张迪 《海洋工程》2019,37(1):134-141

为缓解淡水资源短缺及化石能源过度使用问题,提出多点液压式波浪能海水淡化系统,该系统主要由采能装置、液压传递系统与反渗透膜海水淡化设备组成。系统的采能装置采用振荡浮子式,可将波浪能转换为浮子振荡从而被液压系统吸收达到采集波浪能的目的。为了提高液压式波浪能海水淡化系统的采能效率及淡水率,利用AMEsim软件对液压传递系统进行建模与仿真,分析了蓄能器、浮子个数及波高对液压传递系统输出响应的影响。结果表明:蓄能器能够使液压马达的输出响应更加稳定;当浮子的数量增加时,液压系统达到稳定的运行状态所需的时间更短,从而有利于提高系统的效率;波高在2 m左右时,本系统的产水量达到最大。  相似文献   

利用半参数模型估计确定验潮组网的深度基准面     

蒋廷臣  杨雯彦  汪峰  安俊杰  张亚一  孙丙辰 《海洋测绘》2019,39(2):1-4

深度基准面的确定是进行海洋测量的基础,准确确定深度基准面是进行海洋测量的有效前提。提出了一种将CORS技术与验潮组网技术进行结合的新传递深度基准面的方法,实现长、短期验潮站同步验潮实现深度基准面的增强传递;提出了采用半参数模型理论来求取潮差比的计算方法;具体阐述了验潮组网通过间接平差求取短期验潮站的深度基准面的计算方法,减少了验潮测量的人力投入,计算潮差比时考虑了系统误差的影响,计算短期验潮站时考虑了观测误差对深度基准面传递的影响。  相似文献   

Damage assessment for submarine photoelectric composite cable under anchor impact     

《Applied Ocean Research》2018

The impact of dropped anchor on submarine photoelectric composite cables may possibly cause electrical faults, i.e. electricity and optical signal transmission failure. In order to study the impact capacity and structural impact failure mechanism, a test setup is designed originally to examine the structural and functional integrity. A detailed finite element model (FEM) is created, considering material nonlinearity and component interaction. A parametric analysis has been performed to predict the deformation of components and impact forces, under different impact velocities and collision directions. Relationships between the armor layer indentation rate and that of internal power and optical units are achieved. The impact deformation of internal entities can be evaluated intuitively by armor layer indentation. The proposed experimental and numerical methods are well correlated, suitable to assess the impact capacity of subsea power cables and assist the protection design of subsea power cables in engineering.  相似文献   

波致应力的近似求解及其太平洋特征分析     

王倩  宋金宝  曹海锦  乔文丽 《海洋与湖沼》2018,49(3):524-534

基于波致应力计算中对海浪谱和波浪增长率公式的敏感性分析,选择适当的波致应力近似求解方法,计算和探讨了太平洋波致应力的时空分布特征。敏感性分析中,选择了4种常用的波浪增长率公式和3种经验解析海浪谱。推导了计算波致应力的单波公式,并将其与JONSWAP谱积分公式和Elfouhaily谱积分公式进行比较,同时使用了由风速和有效波高资料构造的Elfouhaily谱积分公式计算太平洋波致应力。结果表明:Belcher等(1993)的波浪增长率计算公式估算的波致应力与实验数据吻合度较好,同时适用ERA-interim数据;当波龄小于1.2时运用Elfouhaily谱积分公式更合适,当波龄大于1.2时运用单波公式更快速有效;太平洋的波致应力分布与风场之间存在明显的相关性;2009年1月、4月、7月和10月太平洋波致应力的季节性特征分析表明四个季节的西风带波致应力较其他地区都更强盛,而在时间变化上1月和10月为波致应力整体较为强盛的时期。  相似文献   

珠江口淇澳岛滨海湿地沉积环境演化及其对人类活动的响应   总被引：1，自引：1，他引：0  

叶翔  李靖  王爱军 《海洋学报》2018,40(7):79-89

滨海湿地作为人类活动和全球变化反应最为敏感的区域,其沉积记录可以反映出周边地区环境变化及人类活动信息。珠江口淇澳岛滨海湿地钻孔分析结果表明,在中全新世期间淇澳岛附近海域为河口湾环境,在风化层以上开始出现淤积,但在4 200 a BP前后受极冷气候的影响,沉积物粗化;自2 500 a BP以来,沉积环境相对稳定,在小冰期期间略有变化。沉积速率计算结果显示:淇澳岛附近海域自中全新世高海面以来的平均沉积速率为0.29 cm/a,4 160~2 500 a BP、2 500 a BP-1488年、1488-1893年、1893-1986年、1990-2007年期间的平均沉积速率分别为:0.17 cm/a、0.23 cm/a、0.35 cm/a、1.37 cm/a和5.94 cm/a,沉积速率逐渐增大,反映了珠江三角洲演化过程中沉积相与沉积环境的变化;1986-1990年期间的海堤建造极大地扰动了该钻孔上部的沉积过程,在工程施工期间共沉积了厚度约112 cm的沉积层,而在海堤建成后,沉积速率也显著增大。沉积物总有机碳、总氮和C/N值的垂向分布表明,在4 160~2 500 a BP期间受海洋环境影响较大,沉积物中有机碳以海源为主,2 500 a BP以来沉积物中碳、氮含量明显增大,C/N也相应变大,有机碳主要来源于陆源输入,但在小冰期期间海源有机碳贡献略有所增大;近百年来由于受人类活动影响显著,陆源有机碳的贡献快速增加。  相似文献   

不同盐度对文蛤(Meretrix meretrix)呼吸代谢及体内酶活性的影响     

白奕天  丁天扬  李东东  聂鸿涛  闫喜武 《海洋科学》2018,42(6):123-131

为研究不同盐度对文蛤呼吸代谢的影响,本实验设置5个盐度(‰)梯度(11、18、25、32、39),检测不同盐度对文蛤(Meretrixmeretrix)耗氧和排氨的影响,以及文蛤的外套膜、鳃、肝胰腺三种组织中乳酸脱氢酶和Na+/K+-ATP酶活性的变化。结果表明:随着盐度的不断升高,文蛤耗氧率先升后降再升,在盐度18时达到最大值;排氨率先升后降,在盐度32时达到最大值。随着盐度不断升高和胁迫时间延长,文蛤的肝胰腺中乳酸脱氢酶活力总体呈先升高后下降再升高的趋势(P0.05),酶活力在盐度39时为最高;随着盐度不断升高和胁迫时间延长,文蛤的外套膜中Na+/K+-ATP酶活力总体呈先下降再升高后下降的趋势(P0.05),在盐度32时为最高;文蛤的外套膜和鳃中乳酸脱氢酶活力以及鳃和肝胰腺中Na+/K+-ATP酶活力受盐度影响不显著(P0.05),酶活力变化也多呈现"W"形的变化趋势。研究结果为文蛤的人工养殖提供参考。  相似文献   

威海沿岸海域潮汐特征分析          下载免费PDF全文

邹曙光  刘李钊 《海洋开发与管理》2018,35(5):83-86

文章主要选取国家海洋局成山头海洋环境监测站1996—2016年的潮位、潮差月值资料,利用线性回归法,对威海沿岸海域近21年来的潮汐特征进行分析。结果表明:威海沿岸海域近21年的平均潮位、最高潮位、最低潮位、平均潮差、最大潮差整体上均呈上升的变化趋势,但气候倾向率各不相同,分别是2.57cm/(10a)、5.872cm/(10a)、4.137cm/(10a)、1.017cm/(10a)、2.604cm/(10a)。  相似文献