点吸收式波浪能俘获装置结构优化方法研究     

王鑫  李大鸣  王兵振  韩林生 《海洋与湖沼》2020,51(2):293-297

根据布设海域波浪能资源特征,对点吸收式波浪能装置结构进行优化,可有效提高装置的能量俘获效率。本文以威海褚岛北部海域为装置布设目标海域,在对该海域波浪资源特征进行统计分析的基础上,计算得到装置的直径,同时利用数值软件计算出多组工况下点吸收装置吃水深度和装置固有周期的对应关系,并利用统计学方法得出装置固有周期随吃水深度的变化规律,进而分析得出装置在该海域的最佳设计吃水深度,为点吸收波浪能装置结构优化设计提供了新的思路。该方法对于其他技术类型波浪能装置的结构优化设计同样具有借鉴意义。  相似文献   

我国海洋动力灾害研究进展与展望   总被引：1，自引：0，他引：1  

侯一筠  尹宝树  管长龙  郭明克  刘桂梅  胡珀 《海洋与湖沼》2020,51(4):759-767

海洋动力灾害(包括灾害性海浪、风暴潮、海冰、海啸等)是对我国沿海地区造成破坏和损失最大的自然灾害之一。开展海洋动力灾害研究具有重要意义和迫切的国家需求。本文回顾我国建国以来在海洋动力灾害研究方向的主要进展,重点针对近年来我国在海洋动力灾害数值模拟预报以及灾害风险评估等方面的进展进行综述,并在此基础上提出未来的发展展望,希望给海洋防灾减灾科研工作者提供参考。  相似文献   

基于高分辨率风场的海洋近惯性能通量计算——时空特征及其影响因素     

杨兵  侯一筠 《海洋与湖沼》2020,51(5):978-990

基于高分辨率CFSR(climate forecast system reanalysis)风场资料、气候态海洋混合层厚度资料和卫星高度计海面高度异常资料,本文估计了大气风场向全球海洋混合层的近惯性能通量和近惯性能量输入功率,并探究了混合层厚度、风场时间分辨率、经验衰减系数和中尺度涡旋涡度对近惯性能通量和能量输入功率的影响。浮标实测风场和流速表明,本文所用的风场和阻尼平板模型可用于估计风场向全球海洋的近惯性能通量。本文计算得到的大气向全球海洋输入近惯性能量的功率为0.56TW(1TW=10~(12)W),其中北半球贡献0.22TW,南半球贡献0.34TW。在时间上,风场的近惯性能通量呈现各个半球冬季最强、夏季最弱的特征,这和西风带风场的季节变化有关。在空间上,近惯性能通量的高值海域为南、北半球西风带海洋,尤其是南大洋。混合层厚度和风场空间不均匀性使得西风带近惯性能通量呈现纬向变化,即海盆西部强于海盆东部。风场时间分辨率对近惯性能通量的估计至关重要,低时间分辨率风场对近惯性能通量的低估达到13%—30%。阻尼平板模型中的经验衰减系数对近惯性能通量估计的影响不超过5%。中尺度涡旋涡度仅改变近惯性能通量的空间分布,而对全球近惯性能量输入功率的影响可以忽略。  相似文献   

沉积物干容重分析及其沉积学意义:以东海内陆架海区为例     

薛成凤  盛辉  魏东运  杨阳  汪亚平  贾建军 《海洋与湖沼》2020,51(5):1093-1107

干容重是沉积学研究中用于计算物质通量的一个重要参量,对于正确认识沉积物的收支平衡、源汇通量以及地貌演化等问题具有重要意义。然而,干容重的分析流程和计算方法仍然缺乏统一的规范,导致干容重的取值不尽合理,影响了沉积学研究的定量化和精准度,这个问题需要引起足够的重视。本文选取了东海内陆架的表层沉积物和柱状沉积物,运用实验测试和间接公式计算两种方法获得了沉积物的干容重,对比分析了两种方法的精准度。研究发现,东海内陆架的细颗粒沉积物的干容重的数值范围是1.1—1.5g/cm~3;影响沉积物干容重的主要因素是沉积物的成分与粒度,前者通过颗粒态物质的密度起作用,后者通过孔隙度来影响。建议:干容重的分析测试工作应在采样后尽快完成;运用干容重进行沉积通量计算时,应根据沉积物的平均粒度和孔隙度的空间变化选择合适的数值,以获得更加合理的结果。  相似文献   

舟山群岛外海域鱼类数量分布与环境因子的关系     

于南京  俞存根  许永久  陈立红  许恒涛  王慧君  张佩怡  刘坤 《海洋学报》2020,42(10):80-91

根据2018年4月（春季）和10月（秋季）在舟山群岛外海域进行的渔业资源调查资料，分析了鱼类的种类组成、数量分布和优势种，并用典范对应分析方法分析了其与水文环境之间的关系。结果表明，舟山群岛外海域鱼类有106种，隶属于12目47科80属，春、秋季鱼类质量密度分别为210.50 kg/km2和829.06 kg/km2，尾数密度分别为8.08×103 ind/km2和165.94×103 ind/km2。春季鱼类资源密度在调查海域的西北部较高，东部较低，而秋季鱼类资源密度在东部海域较高，西北部海域较低。两个季节的鱼类优势种更替明显，春季优势种为黄鮟鱇（Lophius litulon）、日本红娘鱼（Lepidotrigla japonica）、细条天竺鲷（Apogon lineatus），秋季为细条天竺鲷、日本发光鲷（Acropom japonicum）。鱼类种数呈现显著的季节和空间变化，但是都以西部以及西北部靠近近岸岛屿的海域种类数较高，大部分鱼类栖息在50～80 m水深海域。典范对应分析结果表明，表层温度、底层温度、表层盐度是影响调查海域鱼类种类组成和数量分布的主要环境因子。  相似文献   

军曹鱼（Rachycentron canadum）幼鱼对环境低氧胁迫氧化应激与能量利用指标的响应     

李洪娟  陈刚  郭志雄  王维政  黄建盛  曾泽乾 《海洋学报》2020,42(4):12-19

本文探究环境低氧对军曹鱼(Rachycentron canadum)氧化应激和能量利用指标的影响，为军曹鱼的健康养殖提供参考依据。通过设置低氧胁迫–恢复实验，将军曹鱼幼鱼(平均体质量(220.67±20.73)g)在低氧((2.64±0.25)mg/L)胁迫3 h及复氧((6.34±0.15)mg/L)8 h、24 h和48 h后，测定其肝脏和肌肉组织的氧化应激与能量利用指标。结果显示，低氧胁迫后，肝脏中丙二醛（Malondialdehyde，MDA)、过氧化氢酶(Catalase，CAT)和谷胱甘肽还原酶(Glutathione Reductase，GR)活力均显著低于对照组(p<0.05)，乳酸脱氢酶(Lactate Dehydrogenase，LDH)活性显著高于对照组(p <0.05)；肌肉中MDA和脂质过氧化物(Lipid Peroxidase，LPO)活性均显著低于对照组(p<0.05)，超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase，SOD)和LDH活性均显著高于对照组(p<0.05)；肌糖原和肝糖原含量极显著低于对照组(p<0.01)。复氧过程中，肝脏和肌肉中MDA、LPO、SOD、CAT、谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione Peroxidase，GPx)和GR含量均出现不同程度的升高；肝糖原在复氧24 h后显著高于对照组(p<0.05)，复氧48 h后显著低于对照组(p<0.05)；肌糖原在复氧8 h、24 h和48 h后均显著低于对照组(p<0.05)。研究表明，低氧胁迫能够对军曹鱼幼鱼机体造成一定的氧化损伤，肝脏和肌肉组织的酶活力和能量供应发生变化；低氧胁迫后的再复氧环境，对机体造成更为强烈的氧化损伤，可通过自身生理调节逐渐恢复到正常水平。  相似文献   

海岸波浪多次破碎波能耗散模型   总被引：1，自引：0，他引：1  

闫圣  邹志利 《海洋学报》2020,42(9):30-37

在坡度很缓(接近或小于1∶100)的海岸，波浪在向海岸传播的过程中，可能经历多次破碎，而在两次波浪破碎之间将伴随着波浪恢复(波浪恢复到不破碎状态)。在现有海岸波高计算模型中，波浪破碎是通过波能耗散来模拟的，但所采用的波能耗散模型都不能自动考虑波浪出现多次破碎的过程，特别精确模拟这一过程中出现的波浪恢复。本文提出了解决这一问题的新的波能耗散模型，模型的建立是通过在Dally模型中重新建立稳定波能、饱和波高水深比和波能耗散系数，并引入了波浪恢复的判断条件实现的。该模型的波能耗散在波浪恢复区的值很小故能描述波浪恢复区的波浪运动。与实验结果的对比表明，新模型可以适合缓坡情况波浪多次破碎的波高模拟，而且对不同坡度的平坡和沙坝海岸(1∶100～1∶10)的破碎波模拟都可以给出与实验结果符合的结果，并且可以自动识别多次波浪破碎的存在和波浪恢复的发生。  相似文献   

北极薄冰-煎饼冰区域中不同重力波驱动形成海流的敏感性分析     

张雪妍  戴海瑨  赵军  殷何卿 《海洋学报(英文版)》2020,39(3):123-129

A coupled ocean-ice-wave model is used to study ice-edge jet and eddy genesis during surface gravity wave dissipation in a frazil-pancake ice zone. With observational data from the Beaufort Sea, possible wave dissipation processes are evaluated using sensitivity experiments. As wave energy dissipated, energy was transferred into ice floe through radiation stress. Later, energy was in turn transferred into current through ocean-ice interfacial stress. Since most of the wave energy is dissipated at the ice edge, ice-edge jets, which contained strong horizontal shear, appeared both in the ice zone and the ocean. Meanwhile, the wave propagation direction determines the velocity partition in the along-ice-edge and cross-ice-edge directions, which in turn determines the strength of the along-ice-edge jet and cross-ice-edge velocity. The momentum applied in the along-ice-edge(cross-ice-edge)direction increased(decreased) with larger incident angle, which is favorable condition for producing stronger mesoscale eddies, vice versa. The dissipation rate increases(decreases) with larger(smaller) wavenumber, which enhances(reduces) the jet strength and the strength of the mesoscale eddy. The strong along-ice-edge jet may extend to a deep layer(> 200 m). If the water depth is too shallow(e.g., 80 m), the jet may be largely dampened by bottom drag, and no visible mesoscale eddies are found. The results suggest that the bathymetry and incident wavenumber(magnitude and propagation direction) are important for wave-driven current and mesoscale eddy genesis.  相似文献   

Wave Attenuation Performance and the Influencing Factors of A Lower Arc-Plate Breakwater     

LI Xue-yan  WANG Qing  YOU Zai-jin  GUO Wei-jun  ZHANG Jun-bin  ZHAN Chao  ZHANG Zhi-chen  WANG Li-xue  LI Qin 《中国海洋工程》2020,(1):89-98

Comprehensive experimental and numerical studies have been undertaken to investigate wave energy dissipation performance and main influencing factors of a lower arc-plate breakwater. The numerical model, which considers nonlinear interactions between waves and the arc-plate breakwater, has been constructed by using the velocity wave- generating method, the volume of fluid (VOF) method and the finite volume method. The results show that the relative width, relative height and relative submergence of the breakwater are three main influencing factors and have significant influence on wave energy dissipation of the lower arc-plate open breakwater. The transmission coefficient is found to decrease with the increasing relative width, and the minimum transmission coefficient is 0.15 when the relative width is 0.45. The reflection coefficient is found to vary slightly with the relative width, and the maximum reflection coefficient is 0.53 when the relative width is 0.45. The transmission and reflection coefficients are shown to increase with the relative wave height for approximately 85% of the experimental tests when the relative width is 0.19 0.45. The transmission coefficients at relative submergences of 0.04, 0.02 and 0 are clearly shown to be greater than those at relative submergences of 0.02 and 0.04, while the reflection coefficient exhibits the opposite relationship. After the wave interacts with the lower arc-plate breakwater, the wave energy is mainly converted into transmission, reflection and dissipation energies. The wave attenuation performance is clearly weakened for waves with greater heights and longer periods.  相似文献   

砾石单元法与SPH耦合模型在数值波浪水槽中的应用研究     

李彦卿  别社安  李大鸣  王鑫 《海洋科学》2020,44(9):100-111

为研究以流体粒子描述波浪运动，以固体单元描述砾石运动的两相介质大变形运动，在港口、海岸工程科学研究中具有重要意义。本文提出砾石单元法（GEM），介绍了光滑粒子动力学方法（SPH）和GEM的基本原理，阐述了GEM与离散单元法（DEM）的异同之处，说明了采用SPH方法与GEM构建波浪砾石耦合运动数学模型的方法和过程。应用SPH方法建立数值波浪水槽，用GEM模拟波浪作用下堆积砾石的滚落、坍塌变形，构建了SPH方法与GEM耦合数学模型。模拟了水槽造波和波浪生成过程和波浪作用下砾石的滚落、坍塌变形，并与物理模型试验成果进行了比较，结果基本吻合。本文提出的GEM法具有模拟单相堆积砾石运动和堆积砾石与流体粒子耦合多相介质运动的功能，是对DEM法的补充和改善。本文提出的堆积力学球概念和拟序排列求解方法是砾石单元法的重要组成部分。  相似文献