內波
- 班達海內孤立波衛星觀測和數值模擬研究
波動被統稱為海洋內波（internal waves）。1909 年首次發現海洋內波[1]，他們通過現場觀測注意到海水的溫度剖面會在幾小時內急劇變化，并把對這一事件的解釋稱作是“令人困惑的波”，還對其意義進行了定性。于我們而言，海洋學中有待解決的最重要的課題之一是如何最好地理解這種波的性質、起源和速度。以前對海洋內波的研究主要集中在兩大能量來源：來自海面上的風輸入，還有正壓潮流與陡峭地形的相互作用[2]。但是近期觀測到，當地轉流經過小規模地形[3]或出現地轉
科海故事博覽 2023年20期2023-08-06
- 拖曳體內波尾跡水下/水面波流特征試驗研究
產生湍流、旋渦和內波等尾跡，其中內波尾跡可綿延數公里，存活時間長。水下航行體內波可能會傳播到水面，其水面尾跡可以被遙感探測。為實現利用內波表面效應探測水下運動潛體，既要研究潛體運動產生內波的水下特征，又要研究潛體內波的水面波流特征。目前，針對水下航行體內波尾跡產生機理以及水下內波尾跡特征已經有不少研究[1-5]，關注較多的是內波的轉捩特性以及波形特征。在分層流體中，描述運動物體生成內波的一個重要參數是內傅氏數，即Fri=U/ND（U和D分別為運動物體的移動
船舶力學 2023年1期2023-02-04
- 南海內波研究前沿與熱點
本文主題關鍵詞“內波”系指發生在層結海洋內部、以約化重力為恢復力的亞中尺度波動，其特征尺度為：波鋒線水平尺度O（10～200）km，波長尺度O（0.5～5.0）km，時間尺度O（ 3×102～8.64×104）s，速度尺度O（0.5）m/s，以波長為水平長度尺度，20°N 為特征緯度時，羅斯貝數則為2～10。內波廣泛分布于全球海洋，尤以陸架淺海和邊緣海最集中[1-2]。內波研究的意義概括為3 方面：①物理海洋學研究。內波的時間尺度處于亞中尺度過程最底端，是
海洋科學進展 2022年4期2022-11-03
- 基于X波段海洋雷達的南海西北部內波參數特征研究
雷達的南海西北部內波參數特征研究溫靜涵1, 何宜軍1, 2, 陳忠彪1(1. 南京信息工程大學 海洋科學學院, 江蘇 南京 210044; 2. 國家衛星海洋應用中心 空間海洋遙感與應用研究重點實驗室, 北京 100081)中國南海是內波頻發海域, 衛星遙感在內波參數特征的統計分析中得到了廣泛應用, 但是衛星軌道的重復訪問時間長, 不能連續觀測內波參數的變化特征。X波段海洋雷達具有高時間和空間分辨率, 可以長期連續觀測內波的變化, 本文提出了利用X波段海洋
海洋科學 2022年9期2022-10-29
- 大陸坡內波環境中聲傳播模態耦合及強度起伏特征*
90)大陸坡海域內波普遍存在,其陸坡地形和內波過程都會引起顯著的聲場起伏.已有研究工作主要關注內波或大陸坡單擾動因子對模態耦合和強度起伏的影響,少見將內波和海底地形起伏同時作為影響因子進行研究.文章考慮孤立子內波和海底地形對聲傳播的雙重影響,首先構建海洋波導模型,然后基于簡正波理論數值對比分析各波導模型條件下模態的耦合規律,進而研究聲場強度起伏特性及其物理機理.研究結果表明,當聲波朝向或遠離內波中心傳播時,模態耦合在內波與大陸坡的共同作用下出現耦合增強或衰
物理學報 2022年20期2022-10-27
- 安達曼海內波在線監測預警系統設計
00131）海洋內波是一種重力波，發生于密度層結穩定的海水內部，其振幅可達數百米，波高和波長明顯大于海面波浪，其活動隱匿于水中，傳播能量大，破壞性強，素有“水下魔鬼”之稱。海水穩定的密度分層以及擾動源是內波產生兩個必要條件，從擾動源所致成因上可將內波分為三類：由正壓潮與地形相互作用所產生的潮成內波，由風的慣性振蕩所引起的慣性內波，由水下運動物體或局部擾動源所形成的源致內波。內波在傳播過程中引起海面強烈輻聚和突發性強流，能夠轉移大尺度運動能量，在海洋生態方面
電子技術與軟件工程 2022年13期2022-09-09
- 內波吸引子幾何形成條件及其對聲場的影響
李春欣, 謝少榮內波吸引子幾何形成條件及其對聲場的影響金晨凱1, 李孝偉2, 張 丹2, 李春欣2, 謝少榮2(1.上海大學 上海市應用數學與力學研究所, 上海, 200072; 2.上海大學 海洋智能無人系統裝備教育部工程研究中心, 上海, 200072)特定海洋環境會產生內波吸引子現象, 從而誘導等溫面的波動, 形成特殊的聲速梯度場。對內波吸引子產生條件進行研究, 對開發新型水下航行器的通信和隱蔽方式具有積極意義。地形條件是引發內波吸引子形成的要素之一
水下無人系統學報 2022年1期2022-03-16
- 分層流體中自航和拖曳模型生成內波特性實驗
海洋內部波動，即內波。這一內波在傳播演化過程中有可能會引起海洋表面的輻聚輻散效應，進而改變合成孔徑雷達（SAR）的后向散射特性，并在SAR 影像中留下其蹤跡[1]。因此，對水下航行體內波的研究，既具有學術意義，還具有潛在的軍事應用價值，但其中的關鍵還是水下航行體內波生成機理及其表現特征問題[2]。一般研究中，將潛艇簡化為球體或細長回轉體，采用拖曳的方法進行研究。結果表明，在密度分層流體中拖曳物體產生的內波可分為兩類[3-5]：一類是由運動物體排水效應誘發產
船舶力學 2022年2期2022-03-03
- 分層流中潛艇共振激發內孤波的傳播
程。孤立波理論在內波研究中的應用始于20世紀60年代，1966年，Benjamin[1]首先導出了淺水界面波單向傳播的KdV 方程，這一方程對小振幅內波的傳播誤差較??；針對在深海中傳播的內波，Benjamin（1967）[2]和Ono（1975）[3]給出了在無限深流體中界面波傳播的Benjamin-Ono 方程，簡稱BO 方程；Joseph（1975）[4]推導了一個有限深度的內波傳播方程。以上模型均屬于一維內孤波傳播模型。Kubota（1978）[5]
船舶力學 2022年1期2022-02-10
- 淺海內波環境下聲場時間相關特性?
應用有重要意義。內波的分布范圍相當廣泛，在世界各大洋和邊緣海域都有內波存在［1]。內波在海洋中的傳播會引起水聲信道特征隨時間的變化，從而導致聲信號的時間相關性變差。內波引起聲場時間相關性的相關研究也是當今的熱點問題。Yoo 等［2]利用SWARM95 實驗水文環境，數值仿真了存在內波時的匹配場時間相關。Huang等［3]在ASIAEX2001東中國海實驗水文環境下，仿真了內波對聲場時間相關的影響，對比實驗結果解釋了引起時間相關下降的原因是同時存在線性內波和
應用聲學 2021年5期2021-09-22
- 內波與死水，連潛艇都怕的海浪
七君海洋中內波的產生這種可怕的現象，就是在岸上和水面上的人很難覺察的內波（intemal wave）。內波就是水下的一種重力波，內波產生的必要條件是分層的液體，當不同液層的界面被擾動時就會產生內波。我們用油和水就可以模擬內波，你可以看到，當油和水的界面上有波浪涌動時，這種波浪在油面上幾乎不會引起什么變化。在海洋中，更熱、鹽度更低的海水位于上層，上下層之間的密度差使海水分層，為內波創造了初始條件，當潮流遇到海底高山等阻礙時內波就會涌現。實際上世界各地的大陸架
電腦報 2021年20期2021-08-10
- 海洋內波遙感探測中的數學問題
10022)海洋內波在各大洋和邊緣海廣泛存在。內孤立波是一種具有孤立子形態的內波,遙感圖像所觀測到的內波絕大多數是內孤立波,內孤立波具有振幅大、較強的剪切流、在陸架區廣泛分布、傳播距離遠等特點,是內波研究的熱點。近年來,隨著遙感技術的進步,特別是國產自主遙感衛星的大量發射,內波遙感監測能力有了極大的提高,對遙感技術用于海洋內波探測也提出了更高的要求。然而,遙感觀測海洋內波基本上是一種間接手段,往往涉及多個物理過程。因此,利用遙感技術開展海洋內波的研究需經歷
內蒙古師范大學學報(自然科學漢文版) 2021年4期2021-08-10
- 分層流水槽箱內垂蕩板式內波造波模擬研究
影響因素中，海洋內波的影響逐漸顯現。比如，隨著水下無人系統的發展，對于采用了浮力調節裝置的無人潛航器，當其遭遇內波時，所處液體密度將發生變化，其浮力調節應能作出應對，避免意外跌入壓力極限外的水深。因此，海洋內波的研究已成為該領域的關注重點和熱點。內波的實驗室研究，是內波研究的重要手段[1]，內波水槽的建設成為重點發展對象。內波水槽技術除了分層水體的制造以外，內波的制造方法也是內波水槽的核心技術。國內外有關內波的造波方法主要有重力塌崩式造波、活塞式造波、雙板
數字海洋與水下攻防 2021年2期2021-05-08
- 利用FY-4A 氣象衛星觀測海洋內波
266061)內波是一種常見的海洋現象, 在全球海洋中廣泛分布[1-3], 內波能夠長時間、遠距離傳播, 對內波的研究一直是海洋科學的熱點[4]。衛星遙感是海洋內波的重要觀測手段, 遙感手段能夠實現對全球海洋的大范圍觀測, 相較于實測手段, 遙感觀測能夠直觀成像, 成本較低, 可獲取的數據量更多, 目前星載雷達和光學傳感器都能夠實現海洋內波的觀測[5]。利用多源遙感圖像既可以研究內波的時空分布特征[6-8], 也可以進行內波參數反演[9-10]。海洋內波
海洋科學 2021年2期2021-03-11
- 內波的相似律及其實驗室量化模擬關系
驗研究是最重要的內波研究手段，包括海洋實測和實驗室模擬。由于海洋實測耗費巨大、周期長，因此，有關內波的大量研究是在分層流實驗室中開展的。為了試驗的方便或分析的方便，實驗室中往往對實際分層環境做了大量的簡化和近似。分層形式采用躍變分層或線性分層，以方便與理論分析結果比較，分層的密度差值或密度梯度比實際海洋的大了若干倍，以獲得更強的內波信號方便觀察和測量[1～2]。然而，一直以來,人們對能否在實驗室的條件下模擬海洋中大尺度大范圍傳播的內波心存疑慮。在研究內波的
船舶力學 2021年1期2021-01-29
- 利用聲場簡正波幅度起伏反演內波傳播速度
近30年來，淺海內波與聲場相互作用研究得到了國內外研究者的廣泛重視，成為海洋聲學的研究熱點之一。內波與聲場相互作用研究大致可分為2個方面，首先是內波對聲傳播影響研究，大量的研究工作都集中于此，當聲傳播路徑與內波波陣面近似垂直時，內波能夠引起聲場簡正波耦合、接收信號能量起伏、多途時延起伏、聲場退相關等[1-2]；而當聲傳播路徑與內波波陣面近似平行時，非線性內波會引起聲場顯著的三維效應，如聲線的水平折射、聚焦和發散效應等[3-5]。另一方面是逆問題研究，即利用
哈爾濱工程大學學報 2020年10期2020-12-15
- 非線性內波引起的淺?；祉憦姸犬惓Ｕ鹗?/a>
](如非線性孤子內波)等。文獻[5]通過仿真計算首次給出了孤子內波會導致類似目標回波的強雜波干擾。并從射線理論角度，分析了聲波入射到孤子內波后產生強折射，從而以更大的入射角與海底發生散射，散射強度增大，因此孤子內波可能會產生10 dB左右的雜波干擾。文獻[4]發現雜波干擾過后的平均混響強度會比產生雜波前的平均混響強度略高，而其機理并未給出。另外，淺海信道中可能產生雜波的機制繁雜，如何確定某個雜波是水體起伏引起的也是亟需解決的問題。淺海信道具有典型的時變空變
哈爾濱工程大學學報 2020年10期2020-12-15
- 內波環境下的時頻匹配場定位方法
他的波如表面波和內波、潮、流、環知識的利用有待進一步開發。Bucker[1]提出匹配場處理的概念，并證明了聲場在空間復雜度足夠的情況下可以用來進行聲源定位。Fizell等[2]進行匹配場被動定位演示實驗，證明了匹配場的實際應用價值。但是，伴隨著匹配的往往是失配問題。從匹配場的提出到如今，一直限制匹配場技術邁向實際應用的就是海洋環境的不確實性，這些不確實性會引起拷貝向量的不確實性，最終導致失配[3]。常見的失配包括：環境失配、統計失配與系統失配[4]。本文的
哈爾濱工程大學學報 2020年10期2020-12-15
- 基于數據驅動的非線性內波對水下潛體運動影響仿真分析
66199)海洋內波是在瀕海海域廣泛存在的海洋現象,能夠引起海水次表層出現較強的波動。據文獻報道,在南海海域已有超過百米量級內孤立波(以下提及的內波或非線性內波均指此類)垂向振幅,以及流速達到 3 m/s 的海洋內波實測記錄[1]。由于這種內波引起的海洋水體波動現象多出現于海洋次表層,具有隱蔽性,誘導的流場剪切和海水密度變化較強,具有突變性,并且，其發生區域也有一定的隨機性,因而，其存在對于水下特定深度活動的潛體(潛艇或水下潛航器)具有較大威脅[2-6]。
指揮控制與仿真 2020年6期2020-12-08
- 基于MODIS 和VIIRS 遙感圖像的蘇祿- 蘇拉威西海內孤立波特征研究*
立波(以下簡稱“內波”)是穩定層化的海水受擾動后形成的一種發生于海洋內部的波動， 在全球廣泛分布(Jackson， 2007)。海洋內波對海洋混合等影響較大， 能將富含營養的深層海水帶到表層， 促進浮游生物的繁 殖 (Wang， 2016； Villama?aet al， 2017)。大振幅的內波傳播過程中產生的強大剪切力對石油平臺等海上作業平臺有著巨大的威脅(Lüet al， 2016)。在南海的陸豐油田， 半潛鉆井船“南海Ⅵ”和錨定游輪“Ayer Bi
海洋與湖沼 2020年5期2020-10-14
- 基于MODIS 遙感影像的安達曼海內波特征參數分布及生成周期研究
1)1 引言海洋內波是指在密度穩定層化的海洋中產生、最大振幅出現在海洋內部的波動[1]。其波峰線長度可達幾百千米，周期一般為幾分鐘至幾十個小時，目前實測到的最大振幅為240m[2]。內波的生成與傳播，受各種海洋因素的影響，如潮汐、海底地形與海水溫、鹽度等。安達曼海被認為是世界上觀測到內波最多的海域之一[3–4]，其具有穩定的海水層結以及特殊的海底地形構造，當受到外界擾動時，內波這種特殊的海洋現象便頻繁發生。因此對安達曼海內波的研究極其重要，可減少或避免因海
海洋學報 2020年9期2020-10-09
- 孤立內波對動力定位船舶作業的影響和應對措施
言中國南海是孤立內波十分活躍的海區，在該海區內作業的動力定位船舶易受孤立內波的影響，存在極大的安全隱患。對此，本文介紹南海孤立內波的基本特點及其對動力定位船舶作業的影響，結合多年應對內波流作業的經驗總結出應對措施，供動力定位船舶和項目施工人員參考。1 南海北部孤立內波基本特征1.1 孤立內波的含義孤立內波是發生在層化海洋內部的一種高能量非線性波動，孤立內波產生之后可攜帶巨大的能量，并將其傳播至很遠的地方（見圖1）。孤立內波在層化海洋內部傳播過程中會產生很強
船舶與海洋工程 2020年4期2020-09-12
- 內波的生成、傳播、遙感觀測及其與海洋結構物相互作用研究進展
100041)內波屬于重力波，是發生在密度穩定層化海水內部的一種波動。內波一般比表面波浪具有更大的波高和波長，其波長甚至可以達數千米[1]。內波對海洋結構物有重要的影響，是海洋工程結構設計中必須考慮的環境因素。它能引起等密度面的大振幅波動，使潛艇大幅度上升或下沉，甚至失去控制。內波蘊含巨大能量，嚴重影響海上石油鉆井平臺的結構安全。近年來，海洋內波作為熱點研究課題，隨著數值模擬技術的快速發展以及現場觀測資料的大量獲取，對內波生成機制、深淺水中內波傳播、內波
海洋工程 2020年4期2020-08-14
- 潛航體激發海洋內波概述
員發現了基于海洋內波現象的水動力學特征，這種特征可以進行非聲學探測；海洋內波的水動力學特征有多種表現形式，而潛航體在分層流體中激發內波又是其中重要的一個分支。1 海洋內波概述海洋內波是發生在海洋內部的一種常見波動，在1893～1896 年間，“弗雷姆”號觀測船在北極海附近探險時，F.Nansen 發現當船在冰剛融化的淡水表面海域中行進時，船的速度會變慢；經研究后，他認為產生這種現象的原因是冰融化后的淡水覆蓋在密度較大的海水之上，產生密度分層界面，當船運動時
艦船科學技術 2020年4期2020-05-18
- 南中國海海域存在孤立子內波條件下的聲場統計特性?
秦繼興0 引言內波是海洋環境中普遍存在的一種動力學現象，可導致海水聲速剖面隨時間和空間變化，進而引起水下聲信號的散射，并造成聲能量的起伏和聲場時間相關半徑下降等現象[1?5]。文獻[2]通過大陸架海域實驗驗證了孤立子內波對聲波的共振散射作用，數據分析發現聲傳播損失(Transmission loss,TL)和頻率響應的異常，指出在某些頻率下孤立子內波可導致20 dB 以上的聲信號衰減。文獻[3]分析了中美聯合遠黃海實驗中內波條件下的數據，通過與理論模擬結
應用聲學 2020年6期2020-03-03
- 淺海孤子內波對水平縱向相關性的影響?
引言近年來，孤子內波、渦旋、海洋鋒面等海水介質的不均勻性對聲場的影響受到廣泛的關注。我國具有廣闊的海岸線，在我國南中國海大陸架海域常有孤子內波的觀測報告出現，當孤子內波在聲波傳播路徑上出現時，由于內波在水平方向上引起大范圍的聲速剖面起伏，從而引起聲傳播的起伏。有時這種起伏是相當可觀的，可以在幾十公里的距離上增加數十分貝的額外傳播損失。孤子內波作為影響聲場的主要因素之一，一直是近年來水聲研究的熱點之一，人們對孤子內波展開了大量的工作。1991年，Zhou 等
應用聲學 2019年5期2019-11-30
- 孤子內波環境下三維聲傳播建模*
種適用于存在孤子內波水平變化波導的高效三維水下聲場計算模型.該模型忽略反向散射,一般情況下由于孤子內波的反向散射非常弱,所以該模型能夠提供精確的三維聲場結果.同時,相對于雙向三維耦合簡正波模型,該模型在計算效率上能夠至少提高一個數量級.除了孤子內波環境之外,本模型還適用于存在小尺度海脊等反向散射比較弱的一般水平變化波導環境.本文用該模型計算由KdV方程得到的孤子內波問題,并用雙向三維耦合簡正波模型作為標準模型來驗證本模型的計算精度.計算結果表明本模型在反向
物理學報 2019年20期2019-10-25
- 孤立子內波存在下的聲傳播仿真研究
的波動被稱作海洋內波，孤立子內波通常是指其中的非線性大振幅波動.孤立子內波一般是由強度比較大的流通過海底陡坡、海脊等形成的，其形狀且和波速在相互碰撞后只有微弱的變化或者保持不變[1-5].孤立子內波又叫做非線性內波[2]，通常具有非線性、大振幅、短周期的特點，經常以3種方式出現，分別為單個孤立波、多個孤立波形成波包、多個波包形成波群，其特征寬度從幾百米到幾千米、周期為10到30分鐘.孤立子內波最常以波群方式傳播，其中多個波包間距離可達到幾十至一百千米，特征
云南民族大學學報（自然科學版） 2019年4期2019-07-31
- 躍溫層厚度對內波破壞水體分層特性的影響
層水體中誘導產生內波，并且內波破壞水溫分層具有低耗能、高效率的顯著優點[6-7]，但在張垚臻等[8]的實驗研究中發現，曝氣產生的水體循環所需能量大且對水體混合貢獻相對較小，僅有較少曝氣能量轉化為內波波能，導致破壞分層能耗依然較大，很有必要進一步研究新的內波誘導方式.目前的內波研究主要集中在大水域里自然形成內波的觀測分析[9]，其次是在實驗室采用兩層或連續分層模型進行內波試驗或模擬[10].大型水體中躍溫層厚度約為物理模型水體中的100倍，水體分層結構的巨大
西安建筑科技大學學報（自然科學版） 2019年2期2019-06-13
- 利用GF-1和MODIS準同步光學遙感圖像反演內波參數的研究?
光學遙感圖像反演內波參數的研究?梅 源1， 張旭東1， 孫麗娜2， 孟俊敏2， 王 晶1? ?(1.中國海洋大學信息科學與工程學院，山東 青島 266100； 2.國家海洋局第一海洋研究所，山東 青島 266061)高分一號(GF-1)光學遙感衛星的發射為海洋內波的研究提供了精細的觀測資料，利用其圖像高空間分辨率的優勢，結合高時間分辨率的中分辨率成像光譜儀(MODIS)的匹配數據，能夠對南中國海東沙島附近的內波開展特征參量的反演。本文處理了GF-1和MOD
中國海洋大學學報（自然科學版） 2018年2期2018-12-22
- 拖曳體激發內波時空特性實驗及其理論模型?
體及其尾跡產生的內波問題一直是國內外水動力學及海洋遙感探潛反潛等方面的研究者所感興趣的[1].從拖曳體產生內波相關速度的角度[2],可以將密度分層流體中拖曳體產生的內波分為兩大類:一類是體積效應內波,它是由物體本身排水體積及其尾部跟隨拖曳體做定常運動的分離泡共同產生的;另一類是尾跡效應內波,它是由物體尾部湍流尾跡或脫落渦以及混合區的重力塌陷等產生的.對拖曳體激發內波而言,體積效應內波與尾跡效應內波的轉換或占優問題與Froude數Fr=U/(DNmax)密切
物理學報 2018年3期2018-03-26
- 分層水環境人工誘導內波的強化混合效果
層水環境人工誘導內波的強化混合效果孫 昕*,張垚臻,陳笑涵,任廣林(西安建筑科技大學環境與市政工程學院,陜西西安 710055)針對目前國內外缺乏對內波和水流上涌對水體混合的相對強弱關系研究的現狀,采用近似計算的方法,提出了一種區分內波和水流上涌對水體混合所做貢獻的新方法,定量計算了內波和水流上涌對水體混合的貢獻率.在溫度梯度、躍溫層厚度、曝氣器出水口位置均相同的條件下,當曝氣強度從62.5L/(h×m3)增加到125L/(h×m3)時,內波對水體混合的貢
中國環境科學 2017年8期2017-10-13
- 拖曳球體尾流效應內波表現特征及其產生機理研究
拖曳球體尾流效應內波表現特征及其產生機理研究姚志崇，趙 峰，張 軍，洪方文（中國船舶科學研究中心 深海載人裝備國家重點實驗室，江蘇 無錫 214082）采用PIV技術對分層流體中拖曳球體尾流及內波的流場進行了測量，捕捉到了清晰的尾流效應內波的流場圖像。尾流效應內波不規則，有一定的隨機性，遲于模型出現，呈“V”字形，波長較短，且不隨內傅氏數明顯變化，與體效應內波特征差異明顯。通過對尾流激發內波過程的分析，發現尾流效應內波與尾渦結構緊密相關，試驗測量的內波波長
船舶力學 2017年1期2017-05-04
- 南海北部非線性內波的特征研究及生成模擬
）南海北部非線性內波的特征研究及生成模擬董卉子，許惠平（同濟大學海洋地質國家重點實驗室，上海200092）海洋內波由于其對海洋資源、海洋軍事和工程的重要性而成為海洋學中的前沿課題。文中基于SAR遙感數據，結合KDV方程和Bragg散射機制反演內波波速、半振幅寬度、深度和振幅等動力學參數。對南海北部的非線性內波進行案例研究，由呂宋海峽傳來的內波遇到東沙島發生破裂，一部分繼續向西傳播，另一部分向西北沿等深線垂直方向傳播。波向作為一個重要指標可以有效反映內波傳播
海洋技術學報 2016年2期2016-10-25
- 周期性內波對橫置圓柱體作用的試驗研究?
)研究簡報周期性內波對橫置圓柱體作用的試驗研究?郭海燕， 吳凱鋒， 王飛, 馬東， 王新超(中國海洋大學工程學院，山東 青島 266100)摘要：本文對分層流體中周期性內波與水下橫向放置圓柱體模型的相互作用進行了試驗研究。采用搖板法進行了內波造波試驗，通過染色試驗配合CCD系統得到周期性內波的相關波要素；利用測力系統對圓柱體模型在內波作用下的受力進行測量分析，得到了橫置圓柱體模型上垂向力隨周期性內波作用及水深的變化規律，同時對圓柱體模型垂向力和水平力進行了
中國海洋大學學報（自然科學版） 2016年5期2016-06-16
- 曝氣誘導內波破壞水庫水溫分層的機理
055）曝氣誘導內波破壞水庫水溫分層的機理孫 昕*，李 丹，李選龍，解 岳（西安建筑科技大學環境與市政工程學院，陜西 西安 710055）采用自行設計的分層水庫物理模型，在溫度梯度分別為0.18～0.60℃/cm條件下，分析了曝氣誘導內波破壞模型水庫有限水體水溫分層的過程，探究了躍溫層下潛速度與內波特征參數的關系，揭示了內波破壞水溫分層的機理.實驗結果表明：分層水體完全混合之前，曝氣誘導的內波一直存在于躍溫層內部；內波波幅在躍溫層中部較大、邊緣較小.破壞分
中國環境科學 2015年6期2015-11-19
- 南海內波流對深水鉆井的影響及對策
58067）南海內波流對深水鉆井的影響及對策胡偉杰1劉正禮2陳彬2 （1.中國海洋石油總公司，北京100010；2.中海石油深圳分公司，廣東深圳518067）針對深水鉆井過程中遭遇內波流后可能產生的平臺位移、隔水管損毀等問題，分析了南中國海內波流的規律特征，并基于內波流對鉆井平臺、隔水管及水下井口安全造成的影響，通過多普勒聲波測速儀及電導率溫深儀，建立內波流早期預警系統，結合現場作業，制定了鉆井平臺應對內波流的技術方案，對南中國海內波流后續調查研究工作提出
石油鉆采工藝 2015年1期2015-09-15
- 內波參數對半潛式鉆井平臺漂移量的影響
圳 58067）內波參數對半潛式鉆井平臺漂移量的影響張浩1陳國明1鄭純亮1寇貝貝2 （1.中國石油大學（華東），山東青島266580；2.中海石油（中國）有限公司深圳分公司，廣東深圳518067）基于KdV理論和莫里森方程，對內波作用力進行理論計算。獲得平臺在內波作用下的運動時程曲線，發現在內波作用下，平臺產生沿內波入射方向的最大漂移量和反向漂移，并在內波過境后不斷振蕩最終回到平衡位置。針對內波上層流體厚度、最大流速、入射角度和水深等4個因素對平臺漂移量的
石油鉆采工藝 2015年1期2015-09-15
- 內波內潮汐研究綜述
30100）1 內波、內潮汐的概念一般來說，我們在沉積學中討論的內波指的是密度不一樣的兩個水層界面上的各個周期的水下波[1]。它的周期有的不足1分鐘，有的可保持好幾天，有的甚至更長，在這些水下波中，如果具有半日潮或日潮周期，就稱作內潮汐。在絕大多數的海洋和湖泊中，我們都能發現內波[2]。其屬性有著非常大的變動，如周期、振幅、深度、傳播速度等。有的振幅可能高達百米，而有的則只有幾厘米，一般情況下振幅較大的內波存在于深水區域，而在水深較淺的區域內振幅偏小，波長
山東工業技術 2015年1期2015-03-16
- 中國海南島東部海域內波特性觀測分析?
國海南島東部海域內波特性觀測分析?楊 剛， 陳 標， 張本濤， 李惟羽(海軍潛艇學院, 山東 青島 266071)在海南島東部海域內波生成區和傳播區，采用CTD與溫度鏈實測數據，結合潮流資料，從發生周期、時間與振幅等方面分析了海南島東部海域內波的特性，發現此處內波與潮汐間存在較強的對應關系，周期表現為不規則全日潮周期，內波多發于高潮時后1～4h內，占總發生次數的75%。2009年觀測得到的內波周期范圍主要集中在10～29min之間，約占總數的70%，振幅主
中國海洋大學學報（自然科學版） 2015年9期2015-03-15
- 海洋內波對海面電磁散射特性的影響分析
00854)海洋內波對海面電磁散射特性的影響分析魏儀文*①②郭立新①②殷紅成③①(西安電子科技大學綜合業務網理論及關鍵技術國家重點實驗室 西安 710071)②(西安電子科技大學物理與光電工程學院 西安 710071)③(電磁散射重點實驗室 北京 100854)海洋內波通常在海面之下傳播，并通過波流相互作用影響海洋表面毛細波的分布，在合成孔徑雷達(SAR)圖像中表現為亮暗相間的紋理。該文首先基于Korteweg-de Vries(KdV)方程，建立內波傳播
雷達學報 2015年3期2015-03-08
- 孤子內波模擬及其聲場影響研究
14061）孤子內波模擬及其聲場影響研究邵云生（海軍駐上海地區航天系統軍事代表室，上海，214061）相對理想的孤子內波模型和局部性特征的實測數據，使得孤子內波影響聲傳播的研究相對滯后。通過美國麻省理工學院開發的MΙTgcm海洋模式，結合物理海洋和海洋聲學領域的相關理論，對孤子內波進行了模擬和分析，并基于此進行了內波對聲場的影響研究。相比傳統方法，該方法能夠得到更為合理和全面的孤子內波數據，為聲場方面研究奠定基礎。孤子內波；MΙTgcm；聲場起伏1 引言由
聲學與電子工程 2015年4期2015-01-09
- 分層流體中拖曳球體尾流及輻射內波試驗研究
擾動分層流體產生內波。按照內波的生成機理可以將內波分為體效應內波和尾流效應內波兩大類。體效應內波由運動物體本身擾動分層流體直接激發而產生，與水下運動物體相對位置穩定，也可以稱之為穩態內波；尾流效應內波由尾流湍流場擾動分層流體，使分層流體產生混合，產生坍塌激發內波，與水下運動物體相對位置不穩定，具有隨機性，也可以稱之為非穩態內波[1-2]。關于內波的產生機理已有較多的學者開展過研究[2-6]，還對體效應內波向尾流效應內波的轉捩特性進行了研究，研究表明球體轉捩
船舶力學 2014年11期2014-12-12
- 利用溫度鏈對南海內波振幅的觀測*
66100）海洋內波是發生在穩定密度層化海洋內部、振動頻率介于浮性頻率和慣性頻率之間的一種波動現象，其最大振幅出現在海洋內部，對自由海面影響較?。?］。在非線性和頻散作用相平衡的情況下，常以內孤立波（Internal Solitary Wave）形式傳播［2］。目前，內波的波長、波向等信息容易從SAR圖像中獲得［3］，而內波振幅信息一直是內波參數反演的難點。Small等［4］用KdV方程從SAR圖像估計內波的相速度和振幅；Li等［5］在兩層線性模式假定下，
中國海洋大學學報（自然科學版） 2014年7期2014-12-02
- 超低頻雷達反演海洋內波波長和振幅＊
低頻雷達探測海洋內波是海洋內波探測的一個全新的方法，該方法直接探測海洋內波界面處的擾動，并可反演出海洋內波波長和振幅。超低頻電磁波具有穩定的傳播特性，抗干擾能力強，傳播衰減?。?～3］。海洋內波是界面波［4］，會使海水的溫度和鹽度分布發生擾動，改變海水電導率的分布，機載超低頻雷達發射頻率小于100Hz的電磁脈沖，部分電磁波穿透海面在某個電導率的海水中傳播，當傳播到擾動界面，由于該界面處海水電導率發生了改變，電磁信號發生反射，部分反射信號再次穿透海表面返回到
艦船電子工程 2014年2期2014-11-23
- 背景流中海洋內波垂向結構的計算和分析＊
11101）海洋內波在海洋中非常常見，是發生在密度穩定層化海水中的一種波動，其最大振幅出現在海洋內部，是重要的海洋中尺度現象。海洋內波的存在，使得海水運動以及水文要素的分布與變化更加復雜。由于內波發生機制的復雜性以及時空特征的隨機性，內波成為海洋學研究中的難點。鑒于海洋內波在海洋學和軍事上的意義，目前已經成為研究的活躍領域。對海洋內波垂向結構的研究不但有重要的理論意義，而且有廣泛的應用價值。國內外許多學者對內波垂向結構問題作過分析與計算，如Fligel［1
海洋科學進展 2014年2期2014-10-08
- 基于柱Kadomtsev-Petviashvili模型的海洋內孤立波非線性相互作用傳播特征仿真模擬研究
1)在考慮到海洋內波的二維效應時，含有橫向微擾的二維模型可以較好地模擬海洋內波的傳播，因此為更好地描述海洋內波這一復雜非線性現象的傳播特性，利用二維柱Kadomtsev-Petviashvili模型研究了海洋內波非線性相互作用的傳播特征。首先，利用解析法獲得該二維模型的雙拋物線型孤子解，同時模擬研究了南海東沙群島的海洋內波的彈性碰撞及隨時間變化的傳播特性；其次，基于不同的海域背景參數分析研究了上升型和下降型拋物線海洋內波彈性碰撞引起的海洋表層流速的變化。經
河北科技大學學報 2014年6期2014-08-28
- SAR極化特征圖像與σ0圖像的海洋內波可視性對比
與σ0圖像的海洋內波可視性對比李魯靖1，孟俊敏*2，張 晰2，孫麗娜2（1.哈爾濱工業大學電子與信息工程學院，黑龍江哈爾濱 150000；2.國家海洋局第一海洋研究所，山東青島 266061）利用ALOS PALSAR全極化SAR內波圖像，對比分析了SAR海洋內波在11種極化特征與后向散射系數（σ0）圖像中的可視性。在提取的SAR極化特征圖像中，Lambda值的內波特征最為明顯，極化熵和極化角次之。與σ0圖像相比，Lambda值的內波可視性優于同極化的σ0
海洋學研究 2014年2期2014-04-07
- DP船海管鋪設應對內波流方案淺析
P船海管鋪設應對內波流方案淺析孫慶輝 樊繼垚 周楊 李翔 （海洋石油工程股份有限公司天津市塘沽區 300452）當海水密度上下分布不均勻時，尤其是在海水出現躍層，兩層海水的相對密度值大于0.1%時，在外力擾動下，就會在兩層海水界面上產生內波。內波流對于海洋工程中DP船海管鋪設工作的影響極為嚴重，流速較大的內波流常導致海管斷裂事故的發生。本文以荔灣3-1深水海管項目為依據，介紹了DP鋪管船在應對南海內波流現象時采取的應急措施，分析研究該方法在進一步應用中的可
化工管理 2014年8期2014-04-02
- 基于實測資料海洋內孤立波診斷模型設計
66071)海洋內波是發生在海洋內部的重力慣性波，具有水下魔鬼之稱。長期以來，對海洋內波的研究一直是海洋科技工作者努力鉆研的前沿課題。海洋內波是重要的海洋中尺度現象，由于內波發生機制的復雜性以及時間空間特征的隨機性而成為海洋領域研究的難點。海洋內波的研究不僅在整個海洋動力學的理論研究中占有重要的地位，而且對海洋環境與資源開發和保護、軍事應用及推動其他相關學科的深入研究和發展都具有重要的價值。我國近海區域是海洋內波的多發區。海洋內波對潛艇、聲納、魚雷等水下武
裝備環境工程 2014年3期2014-03-30
- 基于實測資料的內波振幅修正參數＊
66100）海洋內波是發生在穩定密度層化海洋內部、振動頻率介于浮性頻率和慣性頻率之間的1種波動現象，其最大振幅出現在海洋內部，對自由海面影響較?。?］。在非線性和頻散作用相平衡的情況下，常以內孤立波（Internal Solitary Wave）形式傳播［2］。目前，內波的波長、波向等信息可以從SAR圖像中獲得［3］，而內波振幅信息一直是內波參數反演的難點。Small等［4］用KdV方程從SAR圖像估計內波的相速度和振幅；Li［5］等在兩層線性模式假定下，
中國海洋大學學報（自然科學版） 2013年1期2013-10-16
- 基于IDL的海洋內波波面三維可視化的設計與實現
266071)內波是海洋中常見的中、小尺度物理海洋現象,它對生產活動及軍事活動都存在較大影響。區別于海洋表面波浪, 海洋內波是指發生在密度穩定層化的海水內部的一種重力波, 其垂向振幅遠大于海面上的重力表面波[1]。因此, 精確反映(刻畫)海洋內波存在海域內海洋要素的時空分布不均勻性, 既要考慮水體場的三維變化特征又要體現其水平面上的波動特性。目前, 在表達和展示海洋水體中內波三維空間波動特性方面的研究較少, 鮮見海洋內波三維可視化產品開發案例。文獻[2]
海洋科學 2013年7期2013-10-13
- 合成孔徑雷達圖像海洋內波探測研究綜述
1)1 引言海洋內波是一種較為普遍存在的海洋現象，其發生機制的復雜性及其時空上的隨機性，使得內波探測成為海洋領域的前沿性研究課題。合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar,SAR)具有全天時、全天候、遠距離、大范圍、高分辨率等優勢，能夠探測內波等諸多海洋現象。自上世紀70年代以來，多種波段、極化的機載SAR和星載SAR獲取了大量的內波圖像，提供了廣域的2維信息，對現場測量以及光學等觀測手段形成了有力補充，為內波探測提供了豐富的數據來源
雷達學報 2013年4期2013-10-03
- 關于深水環境下內波、內潮汐沉積分類的探討
提要：深水環境下內波、內潮汐沉積從在地層記錄中被發現已過去20年，在這20多年里雖然積累了不少資料，但至今未對內波、內潮汐沉積進行細分。本文以地層記錄中已發現的內波、內潮汐沉積為基礎，結合內波、內潮汐的破碎過程和海洋物理學中內波的研究現狀，對深水內波、內潮汐沉積的分類進行了探索。將其分為3個層次下的9種類型，分別為：正壓內潮汐沉積、斜壓內潮汐沉積、正壓短周期內波沉積、斜壓短周期內波沉積、等深流疊加內波沉積、低密度濁流疊加內波沉積、長周期內波疊加沉積、駐波沉
地質論評 2013年6期2013-04-15
- 基于X波段雷達獲取東沙群島附近內波的傳播速度
10044)海洋內波是很重要的一種海洋中尺度現象, 在層化海洋中的陸架上被頻繁地發現。海洋學家一直以來大多用衛星影像來研究海洋內波。許多不同的衛星影像被用來研究南海的非線性內波的空間分布特征[1-3]。東沙群島附近的大振幅非線性內波可能是從呂宋海峽傳來。此外, 大振幅非線性內波可以損害水下油氣鉆井平臺[4]。對于東沙群島附近非線性內波的傳播速度, Bole等[5]發現在東沙群島附近內波傳播速度介于 0.5～1.5 m/s之間, 有時最大超過 3 m/s;R
海洋科學 2012年11期2012-10-13
- 海洋內波的紅外探測＊
1）1 引言海洋內波是海洋中一種重要的動力現象，也是海水運動的一種重要形式，它是海水混合、形成表面細微結構的激勵機制。海洋內波具有很強的隨機性，其振幅、波長和周期分布在很寬的范圍內，一般為幾米至幾十米，近百米到幾十公里，幾分鐘到幾十小時。目前內波的遙感觀測主要有可見光遙感、高度計遙感和SAR遙感。相對傳統的接觸式溫鹽深觀測方法來說，遙感探測具有空間覆蓋范圍廣，分辨率高，資料獲取費用相對較低的優點。相對SAR遙感探測內波技術的成熟，紅外遙感探測內波才剛剛起步
艦船電子工程 2012年10期2012-06-07
- 半潛式海洋平臺的周期內波載荷分析
共同作用下形成了內波，這種現象廣泛存在于海洋內部。隨著人們海上生產活動的頻繁化，不斷發現有海洋結構物在內波經過時受到巨大的破壞。此外，海洋內波還嚴重威脅著船舶錨鏈系統和立管設施。因此，海洋結構物的內波載荷研究對于保證海上生產活動的順利進行具有重要意義。目前，對海洋結構物內波載荷的研究主要是針對單根小直徑樁柱[1-3]。以往的研究成果局限于一些簡單構件，尚未結合復雜海洋結構物實際模型來解釋內波經過時平臺被推移的力學機制。以代表海水密度強躍層分層的兩層內波理論
船海工程 2012年4期2012-01-22
- 基于Korteweg–de Vries方程解析解的海洋內波模擬研究
方程解析解的海洋內波模擬研究李娟1,2，顧行發1,2，余濤1,2，孫源1,2，郭丁1,2，徐京萍1,2，董文1,2（1.中國科學院遙感應用研究所 遙感科學國家重點實驗室，北京100101；2.國家航天局 航天遙感論證中心, 北京100101）主要是利用非線性發展方程豐富的解析解，基于含有散射項和微擾項的Korteweg-de Vries方程對臺灣東北部東海海域內波的傳播特性進行研究，并著重分析海洋內波在SAR圖像上的信號特征，進而討論耗散項和微擾項對海洋內
海洋通報 2011年1期2011-09-25