基于系统动力学模型的钦州港生态承载力仿真预测

为改善钦州港生态环境,促进区域协调发展,分析钦州港生态承载状况及未来发展态势,运用系统动力学对钦州港生态承载力进行仿真研究,测度其相关指标的承载力指数,在此基础上引入多情景模拟,对比钦州港在不同发展模式下的生态承载状况。仿真结果表明:协调发展模式下的能源、水资源承载力指数略高于资源环境保护模式下的数值,但氨氮、化学需氧量、二氧化硫和氮氧化物承载力指数达到最优,绿色GDP增速最快,未来发展态势相对最好。对钦州港的可持续发展提出加强环境污染防治、提高资源利用效率等建议。     

船舶浮筏系统动力学特性的影响因素研究

在船舶浮筏隔振系统的动力学特性研究中，以往的刚体分析模型会在高频段造成很大误差，本文从基于有限元的弹性体模型出发，对隔振系统的多种方案进行了模拟激励下的响应分析，讨论了影响浮筏隔振性能的结构与材料因素，如隔振支承刚度与阻尼，筏体的刚与阻尼，浮筏基座刚度与阻尼等，通过船模实验验证了所建立的动力学模型，通过灵敏度分析得到振动传递率与各影响参数间的关系。     

长江口南港化学需氧量动力学模型的应用

分析了长江河口南港的化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,即COD)的断面分布实测数据。应用Hydroqual公司的环境生态动力学模型EFDC在长江河口河段建立了三维的化学需氧量动力学预测模型,用此模型得出南港区域的化学需氧量的三维空间分布及其随时间的沿程变化。数值结果显示该区域化学需氧量分布趋势大体为:排污口附近较多,枯水期更为明显;丰水期由于长江径流的稀释作用,其浓度大大降低;将数值模拟的结果和现场观测值进行了对比,表明三维环境生态动力学模型EFDC是基本可行的预测模式。     

基于生态足迹的港口生态承载力模型

本研究以生态足迹理论为基础,将港口生产所消耗的资源和能源转换成耕地、林地、草地和水域等四种生态生产性用地,利用生物资源生态足迹、能源生态足迹、建筑生态足迹构建港口生态总足迹模型;同时,基于港口生态赤字和生态盈余构建港口生态承载力模型。最后,以北方某港区为例计算其生态足迹与生态承载力,算例计算结果表明:2012年该港区生态承载力指数为5.8,出现生态赤字,港区处于生态不可持续状态。该港区化石能源生态足迹占港区总生态足迹的95.3%,是该港区生态足迹的主要来源。该港区生态承载力全部来源于港区水域,港区拥有的水域面积有效提高了自身承载力,使港区生态承载力指数低于港区所在城市的生态承载力指数。     

风对浅水区波浪要素推算结果的影响分析

<正>1 前言 我国的港口工程事业起步较晚,沿海很多地区缺乏长期波浪观测资料,因此建港工程中所需要的波浪资料往往采用风资料进行推算,即利用风要素推算外海波浪要素,之后再利用外海波浪要素向浅水区推算。 目前工程界在推算浅水区波浪要素时,通常只考虑浅水因子、折射因子和底摩擦因子,而忽略了风的作用。本文通过一个基本算例分析了风对浅水区波浪要素推算结果的影响,从而说明了风对浅水区波浪推算的重要作用。2 基本算例 设某海区外海水域水深为16m,风区长度50km,16m水深以浅的海底坡度为1:2000。整个海区风速为15m/s,风时无穷大,风向与等深线垂直。2.1 外海波浪要素推算 外海波浪要素的推算采用我国海洋工程者提出的会战法,该方法的基本思想是首先建立能量平衡方程,由能量平衡方程确定海浪谱,之后再由海浪谱确定波浪要素。     

基于灵敏度分析的柴油机机体有限元模型修正方法

基于动力学模型修正理论,选取某型柴油机机体为研究对象,结合机体自由模态试验结果,对机体有限元模型修正方法进行研究。在分析机体有限元建模误差的基础上,以参数型模型灵敏度修正方法为基础,选取机体某些部位为修正区域,以弹性模量为修正参数,基于模态频率构建目标函数。结果表明：修正后模态参数与试验更为接近,提高了模型的精度,为柴油机有限元动力学建模奠定了基础。     

混合湍流模型的参数优化与分析

在以全流场N-S方程为研究对象的空化流动数值计算中,湍流模型在很大程度上影响了对空化流动的精确预测。为了进一步完善针对非定常空化流动数值计算构建的基于密度分域的混合湍流模型（FBDCM）,利用代理模型方法对FBDCM模型参数的整体敏感度进行了分析,评价了相关经验系数的扰动对空化流场及水动力特性预测精确度的影响,建议了针对非定常空化流动计算的模型参数的具体取值。结果表明,经验系数C2通过调节FBDCM中FBM模型和DCM模型的影响比重,成为对模型预测精度影响程度最大的因素;通过代理模型优化分析确定经验系数的混合湍流模型,能更好地调整流场内的湍流粘性,精确计算了反向射流区域大尺度涡团的流动,与实验结果更为接近。     

海洋生态系统及海岸工程生态影响预测模型研究进展

对海洋生态系统的研究已形成了以实验观测为基础、建立生态模型的方法。文章对已有的海洋生态模型研究成果进行了归纳总结,认为初级生产力模型是纯生态模型的主要发展方向,综合考虑物理生化作用的生态系统动力学模型将是未来海洋生态研究的必然趋势。同时,由于我国大规模海岸工程建设对近岸海域生态系统造成了较大影响,而相关的生态影响预测模型研究较少,为有效预测评价海岸工程建设对近岸海域生态系统的影响,进一步深入研究海岸工程建设对近岸海洋生态影响预测模型将显得尤为重要。     

绕水翼非定常空化流动的涡动力学分析

文章采用数值方法对绕水翼的非定常空化流动进行了流动计算,并采用涡动力学方法对非定常空化流场特性进行了分析。计算中,采用基于当地涡旋修正的湍流模型封闭控制方程,通过实验对该计算结果进行验证;采用涡量法分析了空化的发生和发展对涡量输运过程的影响。结果表明:基于当地涡旋修正的湍流模型可以准确地模拟水翼周围非定常空化流场结构;水翼空化流场具有强烈的非定常特性,空化的发展和流场中的涡结构有着紧密的联系;反向射流的作用会导致附着空穴尾缘附近速度梯度的非定常变化,是导致涡量产生和消失的重要因素;空化区域内部水气两相的质量交换会导致流场内体积变化率的变化,使得空化区域内部流体的非正压性显著增强,上述两者导致空化区域内部的涡量分布呈现强烈的非定常特性;空化现象引起的水气两相之间的相互转换以及对湍流的作用都是影响涡结构空间分布的重要因素。     

A generalized model of pelagic biogeochemistry for the global ocean ecosystem. Part I: Theory

The set of equations for global ocean biogeochemistry deterministic models have been formulated in a comprehensive and unified form in order to use them in numerical simulations of the marine ecosystem for climate change studies (PELAGOS, PELAgic biogeochemistry for Global Ocean Simulations). The fundamental approach stems from the representation of marine trophic interactions and major biogeochemical cycles introduced in the European Regional Seas Ecosystem Model (ERSEM). Our theoretical formulation revisits and generalizes the stoichiometric approach of ERSEM by defining the state variables as Chemical Functional Families (CFF). CFFs are further subdivided into living, non-living and inorganic components. Living CFFs are the basis for the definition of Living Functional Groups, the biomass-based functional prototype of the real organisms. Both CFFs and LFGs are theoretical constructs which allow us to relate measurable properties of marine biogeochemistry to the state variables used in deterministic models. This approach is sufficiently generic that may be used to describe other existing biomass-based ecosystem model.     

One-dimensional modelling of the plankton ecosystem of the north-western Corsican coastal area in relation to meteorological constraints

In order to study the influence of wind mixing on the spring variability of the plankton production of the north western Corsican coastal area, a one-dimensional (1D), vertical, coupled hydrodynamic/biological model (ECOHYDROMV) is used. A hydrodynamic 1D model of the water column with a k–l turbulent closure is applied. The biological model comprises six state variables, representing the plankton ecosystem in the spring period: phytoplankton, copepods, nitrate, ammonium, particulate organic matter of phytoplanktonic origin and particulate organic matter of zooplanktonic origin. The system is influenced by turbulence (expressed by the vertical eddy diffusivity), temperature and irradiance. The model takes into account momentum and heat surface fluxes computed from meteorological data in order to simulate a typical spring atmospheric forcing for the considered area. Results show that primary production vertical structure is characterised by a subsurface maximum which deepens with time and is regulated by the opposite gradients of nitrate concentration and irradiance. Surface plankton productivity is mainly controlled by turbulent vertical transport of nutrients into the mixed layer. The short time scale variability of turbulent mixing generated by the wind appears to be responsible for the plurimodal shape of plankton blooms, observed in the considered area. Furthermore, the model is applied to the study of the spring evolution of the plankton communities off the bay of Calvi (Corsica) for the years 1986 and 1988. In order to initiate and validate the model, time series of hydrological, chemical and biological data have been used. The model reproduces accurately the spring evolution of the phytoplankton biomass measured in situ and illustrates that its strong variability in those years was in close relation to the variability of the wind intensity.     

优化土石方调配模型在某工程中的应用

如何根据实际情况得出经济、有效的最优调配方案,是土石方工程的一个重要课题.舟山某工程主要包含开山工程、围堤工程及陆域形成工程,其中程石料用量全部取自开山工程.依据线性规划理论,提出适用于该工程的土石方调配计算的基本思路,建立土石方调配优化模型并最终得出优化结果,最后分析各重要参数对调配结果的影响,以期对今后土石方调配工程有一定的借鉴作用.     

瞬态统计能量分析法中动态响应误差分析

统计能量分析方法能够有效预示舰船和车辆等结构的高频振动及噪声。本文通过建立两子结构耦合模型,利用差分法研究了瞬态统计能量分析中参数误差对子结构响应能量的影响,同时给出了参数误差与所导致能量误差的关系函数。结果表明：对于外载荷直接激励的子结构,内损耗因子和耦合损耗因子的误差都会导致被预示总能量的减小。对于外载荷间接激励的子结构,内损耗因子的误差会导致峰值能量的减小,而耦合损耗因子的误差会导致峰值能量的增加。本文内容对改进动力学系统数值模型以及提高结构振动和噪声预示精度有一定的帮助。     

Spatial and temporal variability in the pelagic ecosystem of the East Sea (Sea of Japan): A review

The East Sea (Sea of Japan) is a unique marginal sea because it exhibits features of oceanic dynamics of much larger ocean basins. This semi-enclosed basin may be considered as a model or microcosm for understanding of how biological processes and distributions in pelagic ecosystem are interacting with physical processes in highly dynamic ocean regions. This overview summarizes the recent progresses concerning spatial and temporal variability of pelagic ecosystem components form an interdisciplinary point of view. Spatial characteristics of physical environments and biogeography in the region are distinguished mainly by the subpolar front. It was also found that long-term changes in biomass and community structure as well as those in the physical and biological environments are associated with climate variability in the region. We conclude by identifying main needs for the information and researches, particularly regular and long-term sampling, and permanent monitoring if possible.     

模糊综合评价在多学科优化设计变量选择中的应用

以灵敏度分析理论为基础,将模糊数学综合评判理论应用于多学科优化设计变量的选择与评价。以某集装箱船为例,在建立了包含静力学、模态分析和动力学的多学科优化时设计变量选择的模糊评判数学模型之后,综合考虑了应力、位移、固有频率、速度和加速度等参数对设计变量的影响。分析表明,该方法简便易行、结果可靠。     

水面小尺度漂浮平台动力学响应分析

针对由弹性连接件形成的多浮体系统,基于修正的莫里森公式应用微元法推导了主平台和浮囊的受力模型,建立了水面小尺度漂浮平台的动力学方程,并分析了连接件刚度和浮囊直径对主平台幅值运动响应的影响。通过仿真和试验结果对比验证了理论模型的正确性。结果表明,连接件刚度对主平台幅值运动响应的影响远大于浮囊直径,主平台的幅值响应随连接件刚度呈"W"变化,最优的连接件刚度为40×10~4N/m;主平台的幅值响应随浮囊直径呈微弱增长,最优的浮囊直径为2.5 m。研究结果可为水面小尺度漂浮平台的弹性连接件和浮囊参数的设计提供依据。     

几例船舶主机故障现象及其分析

船舶主机是船舶的动力核心，与主机相关的故障如果不能被及时发现和处理，将会造成严重的事故。文章就作者在船上的工作经历，介绍了船舶主机的几例故障现象，并对这些故障的原因进行了适当的分析，说明了有效的维护是船用设备可靠工作的必要保证。