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Characteristic analysis of wind field and sea wave field over the NW Pacific Ocean 被引量:5
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作者 Jinfang Liu(刘金芳) +3 位作者 Xiaowei Tang(唐晓卫) Danhua He(何丹华) 《海洋预报》 北大核心 2001年第z1期67-77,共11页
According to ship observation data over the NW Pacific Ocean during 1950 - 1995. taking 5°×5° grid, the characteristics and variation rule of wind, wave and swell are analyzed. This area is typical mons... According to ship observation data over the NW Pacific Ocean during 1950 - 1995. taking 5°×5° grid, the characteristics and variation rule of wind, wave and swell are analyzed. This area is typical monsoon area. In the period of monsoon, the directions of wind, sea wave and swell are roughly consistent. Sea wave of northeasterly is always prevailing in equatorial zone. The monsoon in winter is stronger than in summer, correspondingly, average wave height is higher, and the frequencies of high sea and heavy swell are also bigger. Both of North Indian Ocean and adjacent sea area is also monsoon area, but characteristic is opposite. This paper provides specific data of wind field and wave field and variaton for ship navigation, operation and scientific experiment in the NW Pacific Ocean. 展开更多
关键词 NW PACIFIC ocean WIND FIELD wave FIELD
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ADCP波浪参数水动力环境计量校准技术研究
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作者 贾伟广 常怡婷 +2 位作者 孙啸 朱丽萍 秦鑫培 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第1期189-195,208,共8页
针对声学多普勒剖面流速仪(acoustic Doppler current profilers,简称ADCP)波浪三要素(波向、波高和波周期)计量校准技术难题,提出了造波水槽和水下实验平台的计量检测方法。首先,设计波向、波高和波周期计量标准器;然后,以美国TRDI公司... 针对声学多普勒剖面流速仪(acoustic Doppler current profilers,简称ADCP)波浪三要素(波向、波高和波周期)计量校准技术难题,提出了造波水槽和水下实验平台的计量检测方法。首先,设计波向、波高和波周期计量标准器;然后,以美国TRDI公司V20型和挪威Nortek仪器为例,开展ADCP波浪参数水动力环境计量校准实验研究。实验结果表明,波高、波周期和波向数据最大示值误差分别为-0.09 m,0.6 s和4°,满足国家相关技术标准要求。波高扩展不确定度为0.04 m,依据计量学理论,认为本校准方法可行。本研究成果对ADCP波浪参数计量校准工作具有一定指导意义。 展开更多
关键词 声学多普勒剖面流速仪 计量校准 波浪 水动力环境
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内孤立波及其与海洋结构物相互作用研究进展
3
作者 杜鹏 孙平宇 +4 位作者 张淼 张庆辉 孙孟舸 胡海豹 陈效鹏 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第2期151-165,共15页
内孤立波广泛存在于密度层化的海洋中,是一种常见的非线性、大振幅的波动现象。在其传播过程中会诱导波面上下的海水流动呈现剪切状态,并引起海水强烈的幅聚幅散和突发性的强流。当运动潜体在水下作业时极有可能会遭遇内孤立波,内孤立... 内孤立波广泛存在于密度层化的海洋中,是一种常见的非线性、大振幅的波动现象。在其传播过程中会诱导波面上下的海水流动呈现剪切状态,并引起海水强烈的幅聚幅散和突发性的强流。当运动潜体在水下作业时极有可能会遭遇内孤立波,内孤立波峰高谷深、能量集中,严重影响到潜体的运动稳定性和水动力载荷特性,进而导致潜体运动失稳、操纵失控等。首先,基于海洋内孤立波与潜体相互作用这一工程背景,从理论研究、观测与试验研究及数值模拟研究3个研究方向总结当前国内外关于内孤立波特性的研究;然后,分别对内孤立波与结构物相互作用、内孤立波与潜体相互作用的研究予以总结;最后,基于现阶段国内外关于内孤立波的研究现状,进一步提出内孤立波研究的工作展望。 展开更多
关键词 内孤立波 海流 波浪载荷 海洋结构物 潜体 分层流体 计算机仿真
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台风杜苏芮(2305)引起的台湾海峡风浪流变化
4
作者 张蕾 徐晶 +4 位作者 刘欣 张德强 高震 方贺 冀雅琴 《应用气象学报》 北大核心 2025年第6期665-680,共16页
利用海洋-大气-波浪全耦合模式模拟结果,分析台风杜苏芮(2305)对台湾海峡风场、波浪和海流影响。结果表明:当台风距离台湾海峡约为1000 km时,福建沿海及台湾岛北端海域出现东北大风,风速超过15 m·s^(-1);台湾海峡内海流方向转为西... 利用海洋-大气-波浪全耦合模式模拟结果,分析台风杜苏芮(2305)对台湾海峡风场、波浪和海流影响。结果表明:当台风距离台湾海峡约为1000 km时,福建沿海及台湾岛北端海域出现东北大风,风速超过15 m·s^(-1);台湾海峡内海流方向转为西南向,流速达到1.2 m·s^(-1);海峡南北端的有效波高由1 m增至5 m,涌浪占比显著(涌高为3 m,风-浪夹角为60°和90°~135°)。台风进入台湾海峡时,因狭管效应其核心缩紧;台风右象限南风受台湾岛中央山脉阻挡,在台湾海峡内形成南北分异的高风速区;强风作用下海流速度增至2.5 m·s^(-1),波浪受地形限制有效波高增至10 m,显著低于开阔海域同风速区域的有效波高。台风登陆后,台湾海峡内受西南风主导,海流恢复为东北向,受压力梯度和潮流叠加影响台湾岛北端流速加强(2 m·s^(-1))。研究揭示台风影响过程中台湾海峡风场、波浪和海流的响应,可为防灾减灾及海洋工程安全提供参考。 展开更多
关键词 台湾海峡 台风 海流 波浪
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新型海洋浮标波浪能发电装置动力学特性研究 被引量:1
5
作者 刘丽兰 代航舵 +2 位作者 秦英凯 李佳佳 吴子英 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第1期203-214,共12页
波浪作用下海洋浮标主要存在纵摇和垂荡运动,采用两自由度差动轮系分别将浮标的垂荡运动和纵摇运动与差动轮系的两个输入轴相连,差动轮系的输出轴与转子发电机相连,提出了一种多源耦合的新型海洋浮标波浪能发电装置。利用绕定轴转动的... 波浪作用下海洋浮标主要存在纵摇和垂荡运动,采用两自由度差动轮系分别将浮标的垂荡运动和纵摇运动与差动轮系的两个输入轴相连,差动轮系的输出轴与转子发电机相连,提出了一种多源耦合的新型海洋浮标波浪能发电装置。利用绕定轴转动的摆球俘获浮标纵摇的运动能量,并利用含有单向轴承的齿轮机构将摆球的往复摆动转化为驱动发电机转动的单向旋转运动,该旋转运动为差动轮系的输入之一。同时,利用含有单向轴承的齿轮齿条机构将浮标的垂荡运动转化为驱动发电机转动的单向旋转运动,该旋转运动为差动轮系的另一个输入。差动轮系的行星架作为输出轴与发电机转子直连驱动发电机单向转动,将浮标的纵摇和垂荡动能转化为电能。分别建立了新型浮标波浪能发电装置中摆球纵摇发电装置、浮体垂荡发电装置以及浮标纵摇/垂荡耦合的动力学方程,采用数值仿真研究了不同波浪周期和不同波浪幅值下发电装置的动力学响应及发电功率。结果表明:当波浪幅值为1 m时,浮标平均发电功率在波浪周期为2.3 s左右时达到最大,随着激励波浪幅值增大,浮标的垂荡和纵摇振动的响应随之增加,发电功率逐渐增大,当波幅为1.1 m时发电功率可达525.7 W。在波浪周期为2.3 s、振幅为1 m时,安装单向轴承比未安装单向轴承的发电效率提高约19.2%。 展开更多
关键词 海洋浮标 差动轮系 波浪能发电 垂荡-纵摇耦合 水动力特性
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波浪能发电控制技术发展现状
6
作者 肖曦 林泽川 +2 位作者 陈柯蒙 朱轩毅 韩忆飞 《电气工程学报》 北大核心 2025年第4期274-296,共23页
综合机械能捕获与电能变换的先进控制技术是提升波浪能发电系统能量捕获效率的关键技术。当前,各类控制方法得到快速发展并逐渐在波浪能工程中得到应用。本文旨在系统地总结波浪能发电系统控制技术的发展现状,梳理各类控制方法的主要思... 综合机械能捕获与电能变换的先进控制技术是提升波浪能发电系统能量捕获效率的关键技术。当前,各类控制方法得到快速发展并逐渐在波浪能工程中得到应用。本文旨在系统地总结波浪能发电系统控制技术的发展现状,梳理各类控制方法的主要思想和基本原理,并围绕典型直驱点吸收式波浪发电装置,全面介绍各类捕能优化控制方法,包括:(1)传统的线性控制、闭锁控制和速度跟踪控制;(2)近年来主流的模型预测控制类方法及其变体,如谱控制和伪谱控制;(3)应对模型和波浪条件不确定性的控制策略,包括鲁棒控制、自适应控制和强化学习控制;同时,还介绍许多控制器所需的波浪激励力估计和预测技术。此外,本文介绍波浪发电并网系统中的其他控制环节,特别是用于应对输出功率波动的储能系统及其控制技术。最后,对本研究领域面临的关键问题与挑战展开讨论。 展开更多
关键词 海洋可再生能源 波浪能 控制系统 模型预测控制 强化学习 混合储能系统
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全球尺度大地电磁响应高精度模拟及海洋效应分析
7
作者 任政勇 李仁杰 +2 位作者 陈超健 姚鸿波 杨聪 《地球物理学报》 北大核心 2025年第7期2806-2821,共16页
SinoProbe等多个地球深部探测计划为我们提供了大量跨洲际尺度的大地电磁数据集,然而现有的大地电磁数据解释方法通常未充分考虑洲际陆地及海洋的影响,可能导致数据解释的可靠性偏低.为了有效地解释日益增多的跨洲际尺度大地电磁数据集... SinoProbe等多个地球深部探测计划为我们提供了大量跨洲际尺度的大地电磁数据集,然而现有的大地电磁数据解释方法通常未充分考虑洲际陆地及海洋的影响,可能导致数据解释的可靠性偏低.为了有效地解释日益增多的跨洲际尺度大地电磁数据集,本文以整个地球为研究对象,提出了一种基于四面体矢量有限单元的全球大地电磁高精度快速正演方法,该方法能够考虑电离层非平面波场源并准确模拟真实陆地与海洋的影响.本文首先讨论并构建了球坐标系下的大地电磁电离层电流源的数学物理模型,推导了球坐标系下的大地电磁场边值问题,并采用四面体矢量有限元方法精确模拟了陆地和海洋的实际影响.同时,通过MPI并行计算技术加速求解大规模线性方程组,实现了高精度全球大地电磁场响应的高效计算.最后,本文利用地球圈层模型验证了算法及场源数学物理模型的准确性,并利用真实地球模型分析了东南亚区域海洋效应对大地电磁探测的影响.结果表明,海洋效应主要出现在电导率对比显著的洋陆交界处,能够产生幅值超过0.05的倾子,同时导致该区域的视电阻率增大、相位减小,局部差异超过100%.当周期从1000 s延长至10000 s时,受海洋效应影响的区域扩展了约一倍.因此,在解释周期超过数万秒的大尺度大地电磁数据时,需充分考虑沿海地区海洋效应的影响. 展开更多
关键词 大地电磁 球坐标 海洋感应效应 非平面波
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基于波浪能发电的海洋浮标的供能控制系统设计
8
作者 程鹏 郭雯飞 +2 位作者 张洪恩 张洪泉 穆胡罗夫·伊万诺维奇 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第S1期1-7,共7页
在海洋中有很多海上用电设备无法实现长期自主供电,而波浪能作为一种可再生能源分布广泛,开发利用海洋波浪能为海上设备供电前景广阔。为此设计了一种基于波浪能发电且专门为海上用电设备供电的控制系统,将其安装于海洋浮标等海上用电... 在海洋中有很多海上用电设备无法实现长期自主供电,而波浪能作为一种可再生能源分布广泛,开发利用海洋波浪能为海上设备供电前景广阔。为此设计了一种基于波浪能发电且专门为海上用电设备供电的控制系统,将其安装于海洋浮标等海上用电设备上可以实现用电设备的能量自供给而无需频繁地回岸更换电池。为应对海洋波浪能发电的不稳定性,采用两路独立DC-DC供电电路作为锂电池的充电方式保证供电的稳定可靠性。为实现充放电的逻辑控制,采用无迹卡尔曼滤波(UKF)的方式对锂电池剩余电量(SOC)进行准确估算,最终实现两组锂电池一充一放的逻辑功能,实现海洋浮标的能量自供给。 展开更多
关键词 波浪能 海洋浮标 DC-DC 充放电控制 锂电池剩余电量估算
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利用WaveWatch Ⅲ建立东中国海区域海浪同化系统 被引量:11
9
作者 郭衍游 侯一筠 +1 位作者 杨永增 韩玲玲 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1092-1096,共5页
利用最优插值法建立了基于WaveWatch Ⅲ的东中国海区域海浪同化系统,它可以同化卫星高度计观测的有效波高.该系统对T/P高度计测得的有效波高的同化试验表明,海浪数据的同化能够改善整个区域的海浪预报效果.其中浮标验证结果表明,同化时... 利用最优插值法建立了基于WaveWatch Ⅲ的东中国海区域海浪同化系统,它可以同化卫星高度计观测的有效波高.该系统对T/P高度计测得的有效波高的同化试验表明,海浪数据的同化能够改善整个区域的海浪预报效果.其中浮标验证结果表明,同化时效约1d,同化后波高预报的均方根误差减小了约10%,对涌浪区的改善尤其显著,均方根误差可以减至0.3以下.此系统运算量不大,对计算机硬件要求不高,在Linux,Windows操作系统上都可运行,易于推广应用. 展开更多
关键词 海浪 数据同化 最优插值 waveWATCH 东中国海
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Wave Watch的操作系统移植及其与SWAN嵌套接口的改进 被引量:15
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作者 高山 丁平兴 朱首贤 《海洋科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期228-237,共10页
为使WaveWatch和SWAN两种海浪预报模式能够有效地嵌套运行,将WaveWatch模式从UNIX移植到Windows系统下运行,同时对SWAN模式与WaveWatch模式的嵌套接口格点座标读取精度进行修改,使其能够应用于不规则边界的曲线网格和小间距规则网格的嵌... 为使WaveWatch和SWAN两种海浪预报模式能够有效地嵌套运行,将WaveWatch模式从UNIX移植到Windows系统下运行,同时对SWAN模式与WaveWatch模式的嵌套接口格点座标读取精度进行修改,使其能够应用于不规则边界的曲线网格和小间距规则网格的嵌套;作为检验个例,使用WaveWatchIII与SWAN模式多重嵌套的方法在Windows系统下对长江口海浪场进行数值模拟实验,得到了理想的模拟结果。 展开更多
关键词 waveWATCH SWAN 海浪模式 操作系统移植 网格嵌套
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WAVEWATCH Ⅲ模式在全球海域的数值模拟试验及结果分析 被引量:8
11
作者 吴萌萌 王毅 +2 位作者 万莉颖 秦英豪 蔡琼琼 《海洋预报》 2016年第5期31-40,共10页
基于第三代海浪数值预报模式WAVEWATCH III(v3.14),构建了全球区域海浪数值预报系统,采用1999年9月—2009年7月的Quik SCAT/NCEP混合风场作为驱动场,对模式进行了10a的积分。利用NDBC浮标数据及Jason-1卫星高度计资料对模式模拟结果进... 基于第三代海浪数值预报模式WAVEWATCH III(v3.14),构建了全球区域海浪数值预报系统,采用1999年9月—2009年7月的Quik SCAT/NCEP混合风场作为驱动场,对模式进行了10a的积分。利用NDBC浮标数据及Jason-1卫星高度计资料对模式模拟结果进行了检验,结果表明:模式对全球海浪模拟效果较好。通过对模式误差的分析,为后续开展全球海浪同化工作中背景误差协方差矩阵的构建及集合样本的选取提供了依据。 展开更多
关键词 waveWATCH III 背景误差 NDBC JASON-1 全球海浪
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多平台海洋激光雷达的海洋上表层生物光学参数反演及验证
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作者 杨帆 张洪玮 +5 位作者 李子旺 朱培志 孟凡谦 唐军武 刘秉义 吴松华 《雷达学报(中英文)》 北大核心 2025年第3期562-575,共14页
海洋上表层生物光学参数的垂直特征对评估海洋初级生产力和碳循环至关重要。虽然激光雷达技术能够有效探测这些参数,但受限于经验模型在不同区域的适应性差异,反演结果通常存在较大偏差。针对该问题,该研究基于2023—2024年中国某海域... 海洋上表层生物光学参数的垂直特征对评估海洋初级生产力和碳循环至关重要。虽然激光雷达技术能够有效探测这些参数,但受限于经验模型在不同区域的适应性差异,反演结果通常存在较大偏差。针对该问题,该研究基于2023—2024年中国某海域多平台激光雷达联合观测数据,结合区域适应性生物光学模型,实现了该海域生物光学参数剖面的高精度反演。其中,叶绿素a浓度剖面反演结果与原位数据一致性较高,决定系数(R^(2))为0.84,平均均方根误差(RMSE)为0.14μg·L^(-1)。通过误差传递模型量化分析表明,不同波段的光学敏感性差异显著影响误差分布,蓝光波段有效探测深度为70 m,显著高于绿光波段的58 m。蓝光波段在次表层叶绿素最大值层(SCML)的自身反演偏差较绿光波段低0.18μg·L^(-1),进而阐明了各波段光学特性与自身偏差的内在关联,为提升复杂水体生物光学参数剖面反演的可靠性和开展误差分析提供了有效方法。 展开更多
关键词 海洋激光雷达 激光探测 生物光学参数 蓝绿波段 误差分析
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基于卷积神经网络的渤黄海海浪波高场预报模型构建与训练方法研究
13
作者 徐维真 李锐 +3 位作者 胡伟 崔学荣 许超 王宁 《海洋通报》 北大核心 2025年第1期1-14,共14页
针对目前海浪智能预报模型训练要素单一、对海浪自然特征考虑不足等问题,提出了多种基于卷积神经网络的渤黄海有效波高场的预报方法并分别予以讨论。根据渤、黄海海浪有效波高的变化特点,提出分季节、考虑地形、风涌浪分离、逐时预报四... 针对目前海浪智能预报模型训练要素单一、对海浪自然特征考虑不足等问题,提出了多种基于卷积神经网络的渤黄海有效波高场的预报方法并分别予以讨论。根据渤、黄海海浪有效波高的变化特点,提出分季节、考虑地形、风涌浪分离、逐时预报四个预报方法和一种边界处理方法,分别建立对应的预报模型,并用Optuna算法对模型的超参数进行优化。利用均方根误差(Root Mean Squared Error,RMSE)、空间均方根误差(Spatially Averaged Root Mean Square Error,SARMSE)分析实验结果发现,采用全部风速和有效波高数据训练的模型预报误差较大,大部分区域的RMSE在0.200 m以上,黄海南部区域的RMSE在0.300 m以上,SARMSE为0.231 m。采用五种方法均可降低模型的预报误差:分季节预报中各个季节预报结果的整体RMSE均有所下降,春、夏、秋、冬四个季节的SARMSE分别为0.181 m、0.180 m、0.192 m、0.185 m;考虑地形的影响后RMSE下降最明显的区域位于黄海南部,SARMSE为0.202 m;风涌浪分离的预报结果SARMSE为0.199 m,风浪波高的预报效果优于涌浪;对24 h波高进行逐时预报的SARMSE为0.172 m,相对于24 h直接预报可有效降低误差;通过扩大预报区域可将SARMSE降至0.208 m。通过本研究发现,在模型构建和训练中增加对于多训练要素和海浪特征的考虑,可以提高渤黄海有效波高的预报精度,相较于直接采用风速和有效波高预报的效果更好。 展开更多
关键词 深度学习 卷积神经网络 有效波高 海浪智能预报 物理机制 边界问题
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南大西洋至几内亚湾海浪的精细数值模拟研究
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作者 邢添 徐福敏 郑金海 《海洋工程》 北大核心 2025年第1期158-165,共8页
几内亚湾海域沿岸频繁遭受海浪袭击,研究南大西洋至几内亚湾海域海浪特征及传播特性对西非港口、航道及海岸工程建设意义重大。对SWAN(Simulating Waves Nearshore)和WWIII(WAVEWATCH III)模型在模拟大尺度大西洋和小尺度几内亚湾海域... 几内亚湾海域沿岸频繁遭受海浪袭击,研究南大西洋至几内亚湾海域海浪特征及传播特性对西非港口、航道及海岸工程建设意义重大。对SWAN(Simulating Waves Nearshore)和WWIII(WAVEWATCH III)模型在模拟大尺度大西洋和小尺度几内亚湾海域海浪的行为进行比较,发现WWIII-SWAN双层嵌套模型更适合南大西洋至几内亚湾海域海浪模拟。基于该双层嵌套模型进行2021年7月1日至8月31日自南大西洋至几内亚湾海域的海浪模拟,得到南大西洋典型海浪时刻海浪有效波高分布和峰周期分布。研究表明咆哮西风带高强度海浪沿西南方向传播至包括几内亚湾的西非沿岸,有效波高从10 m以上减少到4 m以内,峰周期自西南向东北方向呈明显分层且逐渐增加。南大西洋至几内亚湾的海浪二维谱能量分布也表明南大西洋海浪自西南向东北传播过程中涌浪占据主导,西非沿岸尤其是几内亚湾大部分时间处于14 s以上长周期涌浪作用中。 展开更多
关键词 南大西洋 几内亚湾 SWAN模型 WWIII模型 WWIII-SWAN双层嵌套模型 海浪 涌浪
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海浪循环作用下的沉管隧道回填基槽流固耦合特性研究
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作者 白笑笑 牛亚卫 +3 位作者 王秋哲 王彦臻 赵凯 陈国兴 《土木工程学报》 北大核心 2025年第7期110-120,共11页
由于回填基槽复杂的几何构型和刚度特征,海底沉管隧道存在复杂的海洋水动力作用。基于耦合场分割算法思想,分别采用理想流体运动方程描述海水动力作用、固体动力平衡方程描述饱和海床-回填基槽-沉管隧道体系。基于FLOW-3D和FLAC 3D软件... 由于回填基槽复杂的几何构型和刚度特征,海底沉管隧道存在复杂的海洋水动力作用。基于耦合场分割算法思想,分别采用理想流体运动方程描述海水动力作用、固体动力平衡方程描述饱和海床-回填基槽-沉管隧道体系。基于FLOW-3D和FLAC 3D软件,进行空间离散和海水-海床界面耦合实现了该流固耦合分析方法。基于Biot动力固结理论将现有可考虑孔隙水-土骨架耦合效应的Masing型非线性动力本构模型扩展至循环塑性理论框架以模拟海床液化大变形,与已有水槽试验结果对比验证了该模型的可靠性。以渤海海域中的典型钻孔作为场地条件,对海浪循环作用下沉管隧道回填基槽的稳定性进行数值分析,结果表明:回填基槽与海水复杂的动力相互作用显著改变沉管隧道周围流场和动波压的空间展布,使得海床土体处于正应力差与剪应力耦合剪切状态,同时由于基槽边坡初始剪应力的存在,显著加大超孔压累积速率和液化范围,隧道周围海床液化区域充分发展后,沉管底部浮力的增大以及周围海床的塑性流动大变形共同引起了隧道的上浮,基槽边坡发生显著的塑性剪应变导致滑坡使隧道上浮进一步加剧。 展开更多
关键词 海浪循环作用 沉管隧道 回填基槽 流固耦合 循环塑性本构
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基于光纤布拉格光栅的压力式海洋波浪高度传感器
16
作者 刘兆坤 杜大伟 +5 位作者 赵强 陈东营 惠力 张文 孙鹏 郭风祥 《光子学报》 北大核心 2025年第4期150-161,共12页
波浪的实测数据对海浪模型校准、海上生产实践以及海洋灾害预防具有重要作用。提出了一种基于光纤布拉格光栅的压力式海洋波浪高度传感器,实现对海洋波浪高度的实时测量。采用有限元分析对传感器结构进行优化设计,并对传感器的测量原理... 波浪的实测数据对海浪模型校准、海上生产实践以及海洋灾害预防具有重要作用。提出了一种基于光纤布拉格光栅的压力式海洋波浪高度传感器,实现对海洋波浪高度的实时测量。采用有限元分析对传感器结构进行优化设计,并对传感器的测量原理进行理论分析。通过标定实验可知该波浪高度传感器的压力灵敏度为-9.486 nm/MPa,有效测量量程为0~0.3 MPa。针对传统零线提取方法存在的零点遗漏问题,提出了基于平滑先验方法的波浪零线选取方法,实现零点动态选择,该方法在复杂海洋条件下表现出更好的适用性。外场实验结果表明,该波浪高度传感器各波高特征值的变化趋势与SBF3-2型波浪浮标的测量结果一致,两者相关系数均高于0.85,验证了光纤布拉格光栅海洋波浪高度传感器的可行性。该传感器具有水下无源、抗电磁干扰、信号传输速度快的特点,可为近岸波高测量提供一种新的光学测量方法,具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 波高传感器 压力测量 海岸监测 海洋波浪
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风云三号E星GNSS-R反演有效波高敏感性分析
17
作者 黄飞雄 夏俊明 +6 位作者 尹聪 孙越强 白伟华 翟晓春 徐娜 陈林 胡秀清 《空间科学学报》 北大核心 2025年第2期353-363,共11页
星载全球导航卫星反射遥感(GNSS-R)是一种利用导航卫星L波段信号前向准镜面反射的新型海洋遥感技术.通过对比GNSS-R技术与其他微波遥感技术的异同,在测量方法上提出了两种GNSS-R反演有效波高的技术路线.一种为基于GNSS-R归一化时延波形... 星载全球导航卫星反射遥感(GNSS-R)是一种利用导航卫星L波段信号前向准镜面反射的新型海洋遥感技术.通过对比GNSS-R技术与其他微波遥感技术的异同,在测量方法上提出了两种GNSS-R反演有效波高的技术路线.一种为基于GNSS-R归一化时延波形前沿斜率的直接测量方法,另一种为基于GNSS-R海面粗糙度的间接测量方法.通过理论分析,结合风云三号E星实测数据,分析了两种方法的可行性和敏感性.结果表明,受限于当前体制下的GNSS信号带宽,GNSS-R测距精度不足,其波形前沿斜率对有效波高几乎无敏感性,无法用于反演;GNSS-R测量的海面粗糙度可以用于反演有效波高,精度为0.5~0.55 m,虽然也存在一定的局限性,但可作为一种获取有效波高数据的良好补充手段.研究结果可为后续GNSS-R卫星任务的设计提供指导. 展开更多
关键词 全球导航卫星系统反射遥感 有效波高 敏感性分析 海面粗糙度
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OBC/OBN纵横波数据表面多次波最小平方多维反褶积压制方法 被引量:1
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作者 杨晋蓉 程玖兵 +2 位作者 王腾飞 朱峰 武泗海 《地球物理学报》 北大核心 2025年第4期1457-1471,共15页
由于海面和海底两个特殊界面的存在,自由表面多次波尤其是水层鸣震对海底之下地层介质一次反射/散射波信号形成明显的干扰,给海底多分量地震数据处理(特别是速度建模与偏移成像)带来极大的困扰.一些广泛用于拖缆数据的多次波压制方法在... 由于海面和海底两个特殊界面的存在,自由表面多次波尤其是水层鸣震对海底之下地层介质一次反射/散射波信号形成明显的干扰,给海底多分量地震数据处理(特别是速度建模与偏移成像)带来极大的困扰.一些广泛用于拖缆数据的多次波压制方法在处理海底观测数据时面临挑战,而且难以直接用于克服多次波对转换波信号的干扰.本文采用数据驱动的基准面延拓思路,根据海底多分量数据上-下行P/S波分量与一次反射波脉冲响应序列之间的多维褶积关系,在约束优化最小平方反演框架下求解上-下行波多维反褶积(MDD)问题,从而消除地震波在水层中的传播和表面多次波的影响.理论模型合成数据实验展示了这种最小平方MDD方法的工作机理,验证了相对于传统上-下行波反褶积(UDD)方法的精度优势,以及它在浅水与复杂构造情况下通过压制表面多次波提升PP与PS波成像质量的潜力. 展开更多
关键词 表面多次波 海底观测 多分量 波场分离 转换波 最小平方 多维反褶积 上-下行波反褶积
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基于CNN-LSTM的高频地波雷达海流方向校正方法
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作者 许毅 韦骏 +1 位作者 魏春雷 杨凡 《热带海洋学报》 北大核心 2025年第3期24-35,共12页
高频地波雷达对近岸区域进行探测时,雷达电磁波往往容易受到海岸线以及岛屿等地形因素的干扰,从而导致雷达探测数据合成的海流方向出现较大的误差,而传统的高频地波雷达反演算法并未将物理因素的影响纳入其中。为了解决这个问题,结合卷... 高频地波雷达对近岸区域进行探测时,雷达电磁波往往容易受到海岸线以及岛屿等地形因素的干扰,从而导致雷达探测数据合成的海流方向出现较大的误差,而传统的高频地波雷达反演算法并未将物理因素的影响纳入其中。为了解决这个问题,结合卷积神经网(convolutional neural networks,CNN)和长短期记忆(long short-term memory,LSTM)神经网络的特点,本文提出了一种基于CNN-LSTM的组合模型,将海面风、潮汐以及海拔数据输入到模型中,对雷达探测数据合成的海流方向进行校正。实验结果表明,CNN-LSTM模型结合物理海洋因子后能够有效提高受地形影响区域的雷达探测海流数据质量,使合成的海流方向准确性显著提升。经过模型校正后,相较原始雷达数据,经验正交函数椭圆的方向角误差由77.10°降为23.06°,椭圆的长短轴误差由0.0896降为0.0538,海流的平均流方向角误差由20.82°降为6.21°。 展开更多
关键词 高频地波雷达 海流方向 卷积神经网络 长短期记忆神经网络
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海潮次潮波线性拟合方法研究
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作者 石浩楠 张兴福 《大地测量与地球动力学》 北大核心 2025年第5期526-531,共6页
高精度和高分辨率海潮模型在时变重力场反演中发挥着重要作用,但发布的海潮模型一般仅给出主潮波分量,次潮波分量拟合系数矩阵需待其他机构发布或自行计算。本文首先根据导纳理论和引潮位,推导了海潮模型次潮波线性拟合的计算公式;然后... 高精度和高分辨率海潮模型在时变重力场反演中发挥着重要作用,但发布的海潮模型一般仅给出主潮波分量,次潮波分量拟合系数矩阵需待其他机构发布或自行计算。本文首先根据导纳理论和引潮位,推导了海潮模型次潮波线性拟合的计算公式;然后以EOT11a、EOT20和FES2014b海潮模型为例,分别计算各海潮模型次潮波拟合系数矩阵,以及对应的CHAMP、GRACE和GOCE卫星各1 d的海潮摄动力;最后选择FES2014b海潮模型,反演GRACE-FO 2021-01 120阶次的时变重力场。从不同角度对本文次潮波线性拟合方法的精度和影响进行分析,结果表明,本文计算的3个海潮模型次潮波拟合系数矩阵以及3颗卫星对应的海潮摄动力与ITSG结果的差值均可以忽略;考虑次潮波会提高40阶次以上重力位系数精度,且能降低时变重力场的南北条带误差。本文方法可为自行计算海潮次潮波影响提供参考。 展开更多
关键词 海潮模型 次潮波 线性拟合 低轨卫星 海潮摄动加速度
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