波浪破碎下湍流混合的实验研究          下载免费PDF全文

牟海迪  刘云龙  袁媛  鞠莲  刘娟  孟静  陈旭 《海洋与湖沼》2021,52(3):551-561

波浪破碎过程产生的湍流动量和能量垂向输运对于加快海洋上混合层中垂向混合具有显著效果。采用二维实验室水槽中对波浪破碎过程进行模拟。对采集的波浪振幅时间序列采用希尔伯特变换定位破碎波位置,波浪的破碎率随有效波高的增加而增大,波浪谱分析得到的波浪基本周期与有效周期结果相似。实验中采用粒子图像测速技术(particle image velocimetry, PIV)计算波浪破碎过程中湍动能耗散率的空间分布。湍流强度与波浪的相位密切相关,波峰位置处湍流活动最为剧烈,而且波峰位置处湍流混合区内湍动能耗散率量值的垂向分布基本保持不变,即出现"湍流饱和"现象,湍流影响深度可以达到波高的70%—90%。计算湍流扩散系数的垂向分布发现,湍流扩散在混合区上部随深度的增大以指数函数的形式增加,在混合区下部趋于稳定。作为对比,在相同位置处对声学多普勒流速测量仪(acoustic Doppler velocimeter, ADV)测量的单点流速做频谱分析,发现与该位置处PIV湍动能耗散率结果量级处于同一水平,进一步验证了实验结果的准确性。  相似文献   

北京顺义断裂活动对首都机场地裂缝影响定量研究     

任雅哲  丰成君  戚帮申  葛伟亚  谭成轩  孟静 《地质力学学报》2023,(5):685-703

顺义断裂是北京平原区重要的晚更新世活动断层。首都国际机场位于顺义断裂中段，2010年以来，机场跑道地裂缝逐渐加剧，地裂缝两侧最大垂直位移差高达20 cm,已经严重影响机场安全运行。当前，顺义断裂活动对首都机场地裂缝的影响仍以定性描述为主。文章以顺义断裂几何结构、第四纪活动性以及首都机场地裂缝调查研究为基础，依据断层位错理论，定量分析了顺义断裂蠕滑活动对机场地裂缝形成的贡献，研究了1996年12月16日顺义M_L4.5级地震对机场地裂缝可能产生的影响，并讨论了顺义断裂未来发生潜在强震时机场地裂缝灾害风险增加的趋势。分析认为，在0.6 mm/a的垂直活动速率下，顺义断裂蠕滑活动46年，在机场地裂缝两侧产生的差异沉降量不超过2.5 cm,对机场地裂缝形成和发展的贡献量约占20%;顺义M_L4.5级地震对机场地裂缝的形成影响甚微，顺义断裂若未来发生7.0级地震，估算在断裂两盘产生的差异沉降量最大达104 cm,机场地裂缝灾害风险将增加5倍；顺义断裂上盘中、深层地下水抽采引起的地面差异沉降在机场地裂缝形成和扩展中的贡献量为70%,仍是导致机场地裂缝加剧的主...  相似文献   

内孤立波过陆架陆坡地形的数值模拟研究          下载免费PDF全文

何啸  贾村  孟静  刘娟  陈旭  杨小欣 《海洋科学》2023,47(3):1-14

内波是海洋中普遍存在的波动形式。内孤立波是典型的非线性内波,多发于陆架边缘海,如南海等海域,对陆架海域有重要影响。本文针对内孤立波在陆架地形上的传播问题,先基于弱非线性与全非线性数值模型,模拟了不同振幅、地形高度条件下内孤立波的演化的过程,探讨了动力系数对内孤立波演化过程的影响,对比了两模型的模拟结果在内孤立波演化过程、能量分配以及能量耗散的差异,后分析了南海的动力系数分布特征。结果表明,在内孤立波不发生破碎的情况下,弱非线性模型与全非线性模拟结果相近。当发生破碎过程时,弱非线性模型可准确模拟头波,但无法通过强非线性的破碎过程耗散能量,只能以裂变的方式辐射能量。在弱非线性模型中,随地形高度增加,频散系数减小到零,平方非线性系数由负转正,立方非线性系数绝对值增大一个量级,并主导陆架地形上内孤立波的演化过程。通过对比南海夏季与冬季非线性内波动力系数空间分布,发现内孤立波在传播过程由于夏季平方非线性效应、立方非线性效应与频散效应较强的影响,其在夏季更易发生陡化与裂变,波列发生频率高。  相似文献   

加权总体最小二乘和RBF神经网络的三维坐标转换          下载免费PDF全文

赵辉  郭春喜  孟静娟  耿晓燕  王文超 《大地测量与地球动力学》2023,43(1):29-33

分析部分变量误差加权总体最小二乘法（PWTLS）、加权总体最小二乘法（WTLS）和最小二乘法（LS）在三维坐标转换模型参数求解中的应用与影响，提出PWTLS与RBF神经网络组合的坐标转换方法。结果表明，当三维坐标转换模型系数矩阵中同时存在常数元素和重复元素时，PWTLS方法计算的单位权中误差和内符合精度均优于LS方法，且源坐标改正数较WTLS方法更加合理。PWTLS+RBF组合方法能够使PWTLS的求解参数得到有效使用，提高坐标转换精度。  相似文献