潜航器微气泡减阻数值模拟方法研究          下载免费PDF全文

詹杰民  陆尚平  李熠华  李雨田  胡文清 《海洋工程》2023,41(4):1-11

近年来微气泡减阻技术应用于水面舰船的相关研究取得重要进展，许多舰船已经采用了此类技术。然而该技术在潜航器上的应用整体上仍处于理论分析和试验测试阶段。以回转体潜航器简化模型为研究对象，利用多孔介质来简化喷气小孔，并结合不可压缩水体和可压缩理想气体的流体体积（VOF）方法，建立了Realizable ε-k湍流计算模式。通过拖曳试验验证了多孔介质等效喷气小孔的合理性和数值模式的准确性，结合试验和数值结果探究了微气泡减阻技术对潜航器航行阻力的影响。数值结果显示，气泡对潜航器尾流低速区的改变使尾部压力分布产生变化从而导致压差阻力增高。同时气泡可以显著降低其覆盖区域的黏性阻力。并且随着来流速度的提高，气泡覆盖范围扩大，黏性减阻率持续增加。进一步地，建立了加长改进模型，数值模拟结果表明，微气泡减阻技术不仅能大幅减小黏性阻力，还能有效减小模型总阻力。  相似文献   

基于贝壳生长轮方法的平端深海偏顶蛤的生长和年龄结构研究          下载免费PDF全文

胡希源  周丽  李超伦 《海洋与湖沼》2023,54(2):465-471

平端深海偏顶蛤(Gigantidasplatifrons)是广泛分布于西太平洋深海热液和冷泉生态系统中的优势种和共有种,也是深海化能生态系统中重要的生境营造种。以南海F冷泉平端深海偏顶蛤为研究对象,基于贝壳日生长轮方法,分析了平端深海偏顶蛤的年龄与生长速率,建立了其年龄与贝壳壳长关系的生长方程。同时,结合获得的生长方程,分析了南海F冷泉采样点(119.285 6°E,22.115 4°N)平端深海偏顶蛤种群的年龄结构。研究结果表明,采样获得的平端深海偏顶蛤种群的最大壳长为11.4 cm,最大寿命为13.5龄。研究区域的贝壳长度分布集中在4～7 cm,占比60%;年龄分布集中在2～4龄,占比49.7%。相关研究结果为进一步开展平端深海偏顶蛤的生长研究提供了基础数据,有助于深入了解冷泉区域的种群动态变化规律。  相似文献   

大连港外海域船舶尾迹光学特征研究     

刘治旺  张宇  张永刚  朱石砦  于冲 《海洋科学进展》2009,27(2)

通过大连港外海上实验测量船舶含气泡尾迹表观光学特征(如离水辐亮度、遥感反射率),分析了尾迹气泡对极度混浊的Ⅱ类水体海水表观光学特征的影响.实验结果证明:无论在可见光还是近红外波段,尾迹气泡都增强了海水表观光学量,如"耘海"船尾迹遥感反射率在可见光波段相对背景海水提高了50%,在近红外波段相对提高了159%.数据分析结果表明在此种水体中,气泡使得尾迹海水水色变黄,而不是在Ⅰ类水体中使水色变绿.随着观测点在尾迹中的位置靠近目标船,气泡数密度不断增加,遥感反射率也随之增强.  相似文献   

海洋表层气泡运动规律的研究   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

刘慧开  张劝华  杨立 《海洋科学》2009,33(1):34-38

建立了海洋表层气泡运动和半径变化的数学模型,通过计算发现一定深度的气泡存在一个临界半径;在一定初始深度气泡的半径小于临界半径时不能到达水面,随着时间的增长,气泡半径逐渐变小,直至最终溶解;气泡的半径大于临界半径时,气泡随着时间的增长,半径逐渐增大,直至达到水面破碎;气泡的初始深度不同,其临界半径也不同;半径在临界点附近的气泡的存活时间最长.对海洋表层气泡运动规律的研究对了解海洋表层气泡的分布规律有重要意义.  相似文献   

大凌河口附近海冰的内部结构分析     

黄文峰  孔祥鹏  杨跃忠  张丽敏  李志军  许占堂 《海洋通报》2010,29(3)

在中高纬度水域,近海与海洋生产建设不可避免的要遭遇冰的影响,尤其在冬季。因此,认真研究海冰的基本物理性质和本构特征尤为重要。对取自大凌河口的两根海冰冰样进行分析,沿厚度连续地自上而下竖直切片,并且等间距地水平切片,在正交偏光镜下观测冰晶结构;同时测量了每个样本不同位置的密度、盐度和含泥量以及分析其孔隙率;最后探讨了这些物理量之间的关系。结果得到:冰样上层为颗粒状晶体,中下层为柱状晶体;气泡多为球形,百分含量较低;冰密度在860～930kg/m3之间,盐度随深度呈C字型变化。  相似文献   

SeaBeam 3030多波束系统在南海冷泉调查中的应用     

张建兴  宋永东  杜增丰  马小川  栾振东  张鑫  阎军 《海洋科学》2022,46(1):154-162

在冷泉调查研究中,多波束系统因其快速高效、成本较低的特点被广泛应用.本文靶定南海北部陆坡琼东南盆地冷泉发育区,介绍了SeaBeam 3030多波束系统在冷泉发育区中的调查应用实例.通过分析多波束水深数据和水体数据,确定了调查区海底地形地貌以及水体羽状流特征,同时对该冷泉区开展综合调查的必要性进行了初步分析.研究表明,调...  相似文献   

海底天然气水合物及冷泉流体渗漏的原位观测技术     

刘莉萍  初凤友  郭磊  李小虎 《海洋学研究》2023,(1):26-44

海底天然气水合物藏是天然的巨型碳储藏库，是深部甲烷等烃类气体运移至海底过程中暂时的碳储，是地球碳循环过程的重要一环。冷泉通常与海底天然气水合物藏分解密切相关，是深源或浅层气及水合物分解气在海底发生渗漏的现象。该文根据国内外天然气水合物及冷泉系统勘查的最新动向，综述了与水合物及冷泉流体渗漏相关的羽状流、运移通道、海底微地形地貌等要素的海底原位观测技术，主要包括：走航式及坐底式原位观测、海面及低空渗漏甲烷观测、海底可视化观测、与水合物及冷泉相关的海底观测网络等。综合使用原位观测技术可以更细致、全面地描绘水合物和冷泉系统的时空“景象”,更好地协助厘清海底渗漏甲烷的归趋，拓展人类对深海独特生命绿洲的认知。  相似文献   

查干湖冰封期光谱特征及影响因素          下载免费PDF全文

石晓光  杨倩  周超  纪文政  陶锋  李维邦  赵瑞雪  林楠 《湖泊科学》2023,35(4):1491-1500

湖冰光谱特征是湖冰遥感反演的物理基础，是研究湖冰光学特性和空间分布的理论依据。本文以查干湖为例，使用ASD Field Spec 4便携式地物光谱仪采集冰封期不同类型湖冰、积雪和水体光谱，利用Savitzky-Golay滤波法和包络线去除法分析白冰、灰冰、黑冰、雪冰、积雪和水体的反射光谱特征，探索气泡对湖冰反射光谱特征的影响。积雪和雪冰、白冰和灰冰、黑冰和水体的反射特征随着波长的变化特征基本一致，冰的反射率介于积雪和水体之间，其中白冰的反射率高于灰冰和黑冰，在包络线去除结果中，黑冰和水体在440 nm吸收谷处的吸收面积为5.184和10.878、吸收深度为0.052和0.106，雪、雪冰、白冰、灰冰在800和1030 nm吸收谷处的吸收面积和吸收深度的变化表现为雪<雪冰<灰冰<白冰。气泡是影响湖冰光谱特征的重要因素，气泡使白冰反射率减小和黑冰反射率增大，并且气泡使得白冰在800/1030nm和黑冰在440 nm处的吸收面积和吸收深度减小，其中气泡大小和疏密程度的不同会导致湖冰反射率的影响程度存在差异。同时，本文选取时间同步的Landsat 8 OLI遥感影像，在完成辐...  相似文献   

深海囊螂蛤铁蛋白的环境选择压力分析          下载免费PDF全文

孔雪  王玮  蔡月凤  李亚男  张驰乐  张海滨  申欣 《海洋通报》2023,(5)

深海环境常有高压、极端温度、富含重金属、黑暗、寡营养等特点。生活在该种特殊环境中的生物可能演绎出不同机制适应此生境。囊螂科贝类是深海冷泉/热液区的优势物种，拟通过对来自冷泉/热液区囊螂科贝类铁蛋白进行环境选择压力分析，以期解析其适应深海特殊生境（高铁环境、高静水压）的机制。首先，通过本地比对的方式获得了囊螂蛤和其近缘种铁蛋白的核苷酸和氨基酸序列，其均有ferritin保守功能域和相应的保守位点。其中，囊螂蛤铁蛋白Cmfer-2、Cmagfer-3、Pofer-3属于M型铁蛋白，其他归属为H型铁蛋白。 Cmagfer-4和Pofer-4可初步判断为分泌型铁蛋白，而其他囊螂蛤铁蛋白与胞质型铁蛋白聚为一支。为了探索环境因素对深海贝类铁蛋白的影响，运用PAML软件对深浅海铁蛋白进行了选择压力分析。 结果显示总共鉴定到8个正选择位点，其后验概率大于95%。其中，在含有嗜压氨基酸的对应组中，约50%浅海位点置换为嗜压的氨基酸，进一步证明了17A、 55R、171S氨基酸置换是铁蛋白适应深海压力变化的一种策略。更进一步研究发现69 K→I/T/M和171 E/K→S由带电荷的极性氨基酸置换为不带电荷的氨基酸，并且大部分受到选择的位点位于蛋白的N端和C端，深海囊螂蛤铁蛋白可能通过特定氨基酸极性的转变和分布区域的改变来适应深海特殊环境。本文通过深浅海贝类铁蛋白的分析来为深海生物对极端环境的适应研究提供一些信息和见解。  相似文献   

一种气泡释放过程连续监测方法及其在三峡水库香溪河CH₄通量监测的应用          下载免费PDF全文

陈思祥  杨正健  王从锋  魏辰宇  刘德富 《湖泊科学》2023,35(5):1659-1669

气泡释放是天然水体释放CH₄的主要途径之一,准确量化水体气泡释放量对于辨析其“汇、源”特性至关重要。自然水体释放气泡的不连续性、不确定性使得监测其过程较为困难。本研究针对水体气泡释放监测难题,通过改进倒置漏斗型气泡通量监测装置提出了一种气泡释放过程连续监测方法。本方法测量对象为定长时间监测水域释放气泡的体积,经室内外实验验证,其理论量程为3.6～132 mL/(m²·min),测量结果能够较好的表征10～40 m水深缓流水体气泡体积通量变化特征。运用该方法于2021年6—11月对三峡水库支流香溪河库湾开展CH4气泡通量连续监测,并分析不同环境因子对其产生的影响。结果表明:监测期间,研究水域CH₄气泡通量变化范围为0.02～8.13 mg/(m²·d),且各采样点间CH₄气泡通量呈现较高的时空变异性;CH₄气泡通量与水温、水体pH呈显著正相关关系,与水深及水体电导率呈显著负相关关系。其中,水深可能是决定水体是否通过气泡形式释放CH₄的重...  相似文献