多模式瑞雷波波场特征及能量分布特性研究

针对实际工程勘察中3种常见的典型地质结构，利用高阶有限差分正演模拟技术，深入研究了多模式瑞雷波波场特征及能量分布特性。研究结果表明：对于递增型地质结构，基阶波在整个频带波场特征十分明显，基阶波能量占整个波场的主导地位，此时反演分析时可仅利用基阶波信息；而对于含低速软弱夹层或高速硬夹层等复杂地质结构，高模式波波场特征在高频段或中频段十分显著，基阶波能量则在这些频段处于次要地位，此时反演分析时应充分利用多模式瑞雷波信息，以提高复杂地质结构反演解释精度和可靠性。     

反射波法测桩的应力波能量分配理论及有关问题的探讨

从能流密度、能通量的角度阐述了在动测过程中应力波能量在桩体界面上的入射、反射和透射的关系及分配特性，并对反射波法测桩中的一些问题进行了探讨。     

多分量地震数据提取瑞雷面波频散曲线研究

利用瑞雷面波的频散信息可以有效地反演浅层横波速度结构，从实际地震数据中获得瑞雷面波的频散能量谱，进而提取瑞雷面波的频散曲线是关键的技术环节之一。介绍了从单分量数据中提取瑞雷面波的频散曲线方法，包括预处理（抽道集、道间插值、道均衡、干扰波切除）和线性拉东变换。为了让提取的能量谱在全频段能量团都集中，将X分量和Z分量的能量谱分别进行直接叠加和加权叠加，形成新的能量谱。结果表明，加权叠加的效果要好于直接叠加的效果，更好于单分量提取的效果。该方法提高了频散能量谱的分辨率，减少了人工编辑频散曲线的工作量及其误差。     

计算水波折射的Dobson方法及其应用

一、引言 沿海岸各种工程的设计以及对海岸演变过程的了解,要求我们必须知道靠岸水波的能量是如何变化的。很明显,波在进入海滩或浅水域后的能量有赖于它在深水时的能量,而能量的分布又会受到折射、反射以及绕射等的影响。在目下研究中,只考虑了波的折射效应,绕射、海底反射及以摩擦、渗透等引起的波能损失被忽略了,因为一般说来它们可认为是小的。 根据线性理论知道,波的相速度为     

地震波场地反应新探

目前的抗震设计,假设横波(剪切波)垂直入射地表土层,把土层场地地面强震动的主要原因归于土层对横波的放大效应。从地震波能量分配的角度分析,揭示横波由基岩经折射进入土层的能量减弱,不支持浅表土层振幅明显加大的"放大效应"。根据成层地基中面波的频散特性,提出土层场地对地震波的放大效应可能源于场地土层对地震面波的集能作用,包括剖面分选集能、速度差叠加集能和平面变速集(散)能,因此,地基隔(减)震技术值得进一步研究。     

水流中波浪谱变形的理论分析与试验研究

基于波浪作用通量守恒和波数守恒的准则,本文提出了一个可用于计算任意水深条件下波面谱、水平速度谱及加速度谱在水流作用下变形的解析分析方法。文中还讨论了底摩擦所产生的能量损耗问题,提出了一个基于等效能概念的线性化剪应力模式。作者进行的不规则波试验表明无论是波面谱、水平速度谱与水平加速度谱或是底摩擦所产生的波能损耗,计算值与试验结果吻合都相当好,因此可在实际工程中确定波况和计算波浪力时予以应用。     

波浪通过斜坡上潜堤的波能演化实验研究

潜堤是防止海岸侵蚀的常用护岸建筑物,准确的掌握潜堤前后波浪的传播变形规律十分必要.该文以斜坡上梯形潜堤为研究对象,基于波浪水槽实验,通过谱分析探求线性波、非线性波、非规则波通过斜坡上潜堤内部组成能量的变化规律,分析相同的入射波情况下波浪倍频能量演变与堤顶水深大小的关系,得出堤顶水深越小主频能量衰减越大的规律.同时,比较研究线性波与非线性波作用下潜堤前后波能的变化,发现非线性波高倍频能量产生更加剧烈.     

面波勘探技术

按照介质质点运动的特点和波传播的规律，地震波常常分为体波和面波两类。纵波和横波统称为体波，它们在地球介质内独立传播，遇到界面时会发生反射和透射。当介质中存在分界面时，在一定的条件下体波会形成相互干涉并叠加产生出一类频率较低、能量较强的次生波。这类地震波与界面有关，且主要沿着介质的分界面传播，其能量随着与界面距离的增加而迅速衰减，因而被称为面波。     

中心管管径变化对浮标波能转换性能的影响分析

为了探究中心管管径变化对振荡水柱式波能发电装置能量转化性能的影响,从提高波力发电装置的能量转换效率方面,设计了一种中心管结构,对其上下部分管径取3组比值,采用流体力学仿真软件和网格划分软件对三组模型进行数值模拟计算并在造波水池中进行能量转换效率误差分析。结果表明,直管型中心管能量俘获宽度比仿真结果和实验数据最高值分别为10. 6%、9. 8%,虽然俘获宽度比出现了双峰值,但波峰不高且波谷较低;管径比为5/7和3/7的阶梯型中心管能量俘获宽度比仿真值和试验值分别为15. 7%、15. 2%和17. 6%、16. 4%,阶梯型中心管能量转换效率优于直管型中心管,且都出现了双峰值和较高的波谷。在实际运行中,采用阶梯型中心管可有效提升波能发电装置的能量转化效率,且中心管管径比r_2/r_1越小,其效率提升越明显。考虑到装置的结构合理性,中心管具体尺寸应视实际情况取值。研究成果能够为新型波浪浮标的设计提供理论依据。     

Peregrine呼吸子解畸形波在水底障碍物作用下演化数值研究

畸形波是一种持续时间短,波高极大,能量高度集中的波浪,能给海洋工程结构物带来严重的危害。该文选取三阶薛定谔方程(NLS)的Peregrine呼吸子解,作为畸形波非线性模型,研究其在穿过水底障碍物时的演化规律。建立求解N-S方程的二维数值波浪水槽,分析不同计算参数对生成畸形波的影响,并与理论解对比,验证数值波浪水槽的有效性。在水底布置不同尺寸的方形障碍,模拟不同畸形波穿越水底障碍时的演化过程,采用小波变换(CWT)分析畸形波时频能量特征,模拟结果表明畸形波在遭遇水底障碍物时,其非线性、能量分布等参数的变化皆会受其影响。     

岩桥倾角对岩体能量演化规律影响研究

天然岩体内部常含有各种分布形式和尺寸长度的裂隙，裂隙对岩体破坏模式和强度有重要的影响，从能量角度研究裂隙对岩石压缩破坏模式的影响可以反映裂隙岩体变形破坏的本质特征从而为岩体设计施工提供依据。因此制备了不同裂隙组合形式的相似材料，通过单轴循环加卸荷试验进行加载，探究了双节理裂隙岩桥倾角（裂隙搭接程度）在岩体各受荷阶段中对能量演化规律的影响，揭示了不同岩桥倾角下岩石弹性能和耗散能演化及分配规律。研究表明:随着岩桥倾角的不断增加，即裂隙搭接长度的增加，最终积聚弹性能密度在逐渐减小，易于形成宏观裂纹；耗散能比例曲线的明显转折是岩石失稳破坏的前兆。随着岩桥倾角的变缓，耗散能比例曲线增幅越陡，因此破坏越明显；岩桥倾角越小即裂隙水平距离越远，裂纹发育速度越快。     

黄河河口海岸近岸带水体含沙量的横向分布

基于波浪掀沙和潮流输沙的物理图形，本文根据能量平衡方法和扩散理论分别推导得出了破波区内外含沙量的横向分布表达式。研究结果表明，破波区内趋近岸线的含沙量并不为零，与实测资料相吻合。采用泥沙扩散方程计算破波区外的含沙量的横向分布，弥补了Fick扩散模型不考虑泥沙沉速的不合理性。     

水利水电工程混凝土质量声波检测数据处理

在水利水电工程混凝土质量无损检测中，应用垂直声波反射法得到的声波数据，由于直达波、面波等强干扰与有用的异常反射信号叠加在一起，给资料解释带来了很大的困难，根据直达波、面波的等时传播、波数为零的特点，运用频率-波数滤波技术将异常反射信号分离出来，另外，由于数据采集时激发-接收距离的变化，以及检波器与建筑物表面耦合紧密程度的影响，造成了波的静态时移和相邻道之间的能量变化，这些因素严重地影响了异常反射信号的分离效果，通过研究采用静校正和能量均衡等处理方法，较好地解决了分离异常信号处理过程中存在的问题。异常反射信号分离方法在三峡大坝永久船闸混凝土质量检测中得到应用，效果较好。     

风波非线性相互作用数值模拟

一、引言 风波的预测在海洋学和海洋工程中都具有重要意义。除不同波长水波之间的非线性相互作用以外,正确地计算风输运给波的能量(海洋波浪能量的主要来源)在波浪谱的预测中起着关键的作用。以前的研究工作者在计算风输运给波的能量,即计算风波增长率方面做了一些工作,然而只取得了部分的成功。Phillips(1957)、Miles(1957)及Valenzuela(1976)等用线化模型进行计算,得到的能量增长率都小于实测值。Gent和Taylor(1976,1977)假设水波为无旋流、风为湍流剪切流并用一方程模式计算雷诺应力,在计算风波非线性效应方面取得了一定进展。近年来随着计算流体动力学及湍流模式理论的发展,在引入适当的界面条件下,我们可以把风波问题视为统一的湍流流场进行计算。     

规则波作用下植物概化模型消波实验研究

开展植物消波研究具有工程意义。分别对植物根、茎和叶模型与不同工况下的规则波进行实验,并对实验段的沿程波高、波形参数、波浪频谱以及波能耗散规律进行分析。结果表明:波浪周期较大时,植物带前端和内部会出现不同程度的水位雍高现象,其非线性先增强后减弱,植被区波浪出现斯托克斯漂移现象。植被区内会产生相对于主频的二倍频波浪,但随着波浪穿过植被区,以二倍频波浪为代表的谐波逐渐消失,能量向主频波浪转移。分别得到了根、茎和叶的波能耗散系数的计算公式,可为采用植物护岸工程提供一定的参考依据。     

温哥华岛看好风能发电、波能发电和小水电

加拿大不列颠哥伦比亚省的温哥华岛正在修建一座20MW的示范工程，以便开发那里的风能、波能、小型和微型水力的能量。修建该工程的目的旨在减少对哥伦比亚本土发电的依赖，目前该岛所需电力的80％由内陆供给。促使修建该工程的其它原因有：用户对绿色能源产品和服务需求的增加、绿色技术工艺的成熟和成本降低，以及能源市场价格的不稳定。     

波浪与透空管防波堤的相互作用

用阻抗分析方法,对由透空管组成的防波堤的波浪反射与传递系数等水动力学特征进行研究。在对透空管线性和非线性消耗波能机理分析基础上,导出一组所有参数都是事先知道的、完全封闭的理论公式。计算结果与试验吻合很好。在此基础上分析了透空管防波堤的波浪反射系数、传递系数和能量耗散系数随相对管长、开孔率、周期和波陡的变化。     

基于ADAMS的鹰式波浪能发电装置PTO系统优化设计

波浪能发电装置的PTO (Power Take Off，动力输出)系统对发电效率有重要影响。该文以鹰式波浪能发电装置为研究对象，基于线性势流理论在频域内求解了波能装置的多体水动力系数和给定海况下吸波体波浪诱导载荷，采用间接时域法求得吸波体的时域运动响应。在ADAMS框架中建立鹰式装置液压PTO系统的参数化模型，以液压缸的安装位置和PTO系统阻尼系数作为设计变量，PTO系统平均功率为目标函数，实现对液压PTO系统能量转换效率的目标优化。通过全参数优化，装置在中国南海海域中等海况和低海况下，较之原型机俘获宽度比均有大幅提高，中等海况和低海况下的平均俘获宽度分别提高了6.748%和12.816%。这为波浪能发电装置液压PTO优化设计提供了一种高效可行的数值方法。     

黄河河口海岸近岸带水体含量的横向分布

基于波浪掀沙和流输沙的物理图形，本文根据能量平衡方法和扩散理论分别推导得出了破波区内外含沙量的横向分布表达式，研究结果表明，破波区内趋近岸线的含沙量并不为零，与实测资料相吻合，采用泥沙扩散议程计算破滤区外的含沙量的横向分布，弥补了Fick扩散模型不考虑泥沙沉速的不合理性。     

电力市场环境下的发电容量充裕性（一）单一能量市场情形

能否完全依靠单一能量市场来确保发电容量充裕性是一个存在广泛争论的重要问题。研究了在完全竞争的单一能量市场中的发电容量充裕性问题，建立了相关的理论分析模型，研究结果表明没有足够的理论依据证明这种市场模式能够确保发电容量充裕性;根据对采用这种市场模式的实际电力市场的运营情况分析，表明了单一能量市场在引导充裕发电投资方面确实存在问题。理想条件下的理论模型分析和现实情况下的影响因素讨论均表明，单一能量市场模式难以确保发电容量的充裕性。这些研究有助于理解和把握电力市场环境下发电容量充裕性问题的基本特征。