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混凝土氯离子扩散系数和表面开裂时间预测

混凝土氯离子扩散系数和表面开裂时间预测

作者：毛科峰浙江工业大学

学位级别：硕士

确定混凝土氯离子扩散系数和表面开裂时间对海洋和除冰盐环境中钢筋混凝土结构耐久性设计和评估非常关键。前者在很大程度上决定混凝土中钢筋锈蚀起始时间，后者是钢筋混凝土结构使用寿命的一种测度。本文主要预测混凝土氯离子扩散系数... 详细信息

确定混凝土氯离子扩散系数和表面开裂时间对海洋和除冰盐环境中钢筋混凝土结构耐久性设计和评估非常关键。前者在很大程度上决定混凝土中钢筋锈蚀起始时间，后者是钢筋混凝土结构使用寿命的一种测度。本文主要预测混凝土氯离子扩散系数和表面开裂时间。基于三相复合圆模型，提出了混凝土氯离子扩散系数预测的二维有限元方法，通过与实验结果的比较，证实了本文方法的有效性。根据数值结果，定量评价了最大集料直径、界面氯离子扩散系数、界面厚度和集料级配对混凝土氯离子扩散系数的影响。由于界面是混凝土中最薄弱的环节，泛浆、收缩、热梯度、冻融、碱集料反应和外荷载均会引起界面开裂。通过在三相复合圆模型中引入界面裂缝，研究界面裂缝对混凝土氯离子扩散系数的影响，并定量评价了界面裂缝张开角和混凝土细观结构参数对混凝土氯离子扩散系数的影响。考虑混凝土的软化特性并引入弥散裂缝的概念，提出了混凝土保护层开裂分析的有限元法，获得了初裂时间、完全开裂时间和每一时刻的锈胀力。通过与实验结果比较，证实了本文方法的有效性，并讨论了弹性模量、抗拉强度和保护层厚度等因素对最大锈胀力和完全开裂时间的影响。

关键词：混凝土氯离子扩散系数表面开裂时间有限元法

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鱼游尾迹中射流分布特征的数值模拟研究

中国科学：物理学、力学、天文学 2013年第9期43卷 1097-1104页

作者：王亮毛科峰陈希陈宗芳解放军理工大学气象海洋学院南京211101 空军漳州指挥所漳州360000

本文采用一种通过控制仿生鱼摆频来达到自主推进状态的数值模拟方法,研究了不同雷诺数下二维仿生鱼自主游动时尾迹中射流的分布特征,并通过模拟两条鱼串列和交错排列时的自主游动,分析了上游鱼的尾迹对下游鱼的影响.结果表明:仿生鱼尾... 详细信息

本文采用一种通过控制仿生鱼摆频来达到自主推进状态的数值模拟方法,研究了不同雷诺数下二维仿生鱼自主游动时尾迹中射流的分布特征,并通过模拟两条鱼串列和交错排列时的自主游动,分析了上游鱼的尾迹对下游鱼的影响.结果表明:仿生鱼尾迹中射流的强度随着雷诺数的增大而减小,射流的空间影响域随雷诺数增大而增大;鱼游尾迹中的射流虽然可以导致下游鱼的阻力增加,但能耗却会降低,这与前人的假想恰好相反;而且随着两条鱼间距离的增大,尾迹中的射流会逐渐减弱为低速区,从而导致下游鱼的阻力小于单条鱼游动时的阻力,节能效果更加显著.本文的研究结果将有利于深入理解鱼群中的节能机制以及鱼群的最优排列方式.

关键词：自主游动摆频控制法尾迹射流节能

琉球群岛海域海浪数值计算地形处理效应及试验分析

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海洋科学 2010年第11期34卷 91-96,110页

作者：毛科峰陈希李妍萧中乐解放军理工大学气象学院解放军96631部队

针对琉球群岛海域内多岛屿复杂地形对海浪数值计算的特殊影响,发展一种综合利用水深数据和高分辨率海岸线数据优化计算网格且引入次网格地形效应的方法,并利用WAVEWATCH-Ⅲ模式进行连续1个月的数值模拟试验。结果表明:采用该方法后,在... 详细信息

针对琉球群岛海域内多岛屿复杂地形对海浪数值计算的特殊影响,发展一种综合利用水深数据和高分辨率海岸线数据优化计算网格且引入次网格地形效应的方法,并利用WAVEWATCH-Ⅲ模式进行连续1个月的数值模拟试验。结果表明:采用该方法后,在计算网格分辨率上,充分考虑了海岸和多岛屿地形对海浪传播的作用和多岛屿的次网格效应,数值计算结果有明显改善。

关键词：海浪琉球群岛次网格数值模拟

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岛屿岛礁海域海浪能谱模型研究进展

海洋学报 2014年第5期36卷 161-169页

作者：毛科峰陈希王亮解放军理工大学气象海洋学院江苏南京211101

波浪能谱模型在岛屿岛礁海域的波浪预报研究和海洋工程中应用广泛,但存在模式计算格点无法充分体现岛屿岛礁的复杂地形特征和很难刻画波浪受到岛屿岛礁影响发生变形物理过程等两个关键问题。多重网格嵌套方案、岛屿次网格地形效应计算... 详细信息

波浪能谱模型在岛屿岛礁海域的波浪预报研究和海洋工程中应用广泛,但存在模式计算格点无法充分体现岛屿岛礁的复杂地形特征和很难刻画波浪受到岛屿岛礁影响发生变形物理过程等两个关键问题。多重网格嵌套方案、岛屿次网格地形效应计算方案以及非结构网格、无网格、动态自适应四叉树网格等技术在体现岛屿岛礁复杂地形方面取得了较好的效果;将相位解析模型与波浪能谱模型优势互补是提高能谱模型对岛屿近岸波浪变形物理过程计算能力的一个有效方法。开展球坐标系下波作用密度谱方程的自适应四叉树网格求解方法研究,借鉴相位解析模型最新成果完善能谱模式的绕射、反射、底摩擦等物理过程,是提高岛屿岛礁海域海浪精细预报技术水平的前沿性、探索性研究方向。

关键词：岛屿岛礁海域能谱模式自适应四叉树网格绕射

台风条件下朗缪尔环流对上层海洋混合的影响研究进展

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海洋学报 2018年第1期40卷 1-9页

作者：丁亚梅毛科峰萧中乐陈希东海舰队海洋水文气象中心解放军国防科技大学气象海洋学院解放军96631部队

回顾了近10年来台风条件下朗缪尔环流影响上层海洋混合的研究进展,朗缪尔致湍流对海洋上混合层的形成和加深的重要作用已形成了基本共识,但对于朗缪尔致湍流对海洋上混合层的混合作用机制和程度仍然存在诸多不确定性。观测表明台风条件... 详细信息

回顾了近10年来台风条件下朗缪尔环流影响上层海洋混合的研究进展,朗缪尔致湍流对海洋上混合层的形成和加深的重要作用已形成了基本共识,但对于朗缪尔致湍流对海洋上混合层的混合作用机制和程度仍然存在诸多不确定性。观测表明台风条件下台风眼附近的混合层平均湍流动能受到了较强的抑制,可能与台风不同位置朗缪尔致湍流的特征变异有关;台风条件下,现有的朗缪尔致湍流参数化方案在上层混合过程模拟中还有显著误差。在今后研究中,通过改进斯托克斯漂流剖面的计算方法,优化表征台风条件下海面状况的朗缪尔致湍流参数化计算方案,是进一步揭示台风条件下朗缪尔环流对海洋上层混合的影响机理的必要途径。

关键词：朗缪尔环流上层海洋混合台风斯托克斯漂流

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混凝土Cl^-扩散系数预测的有限元方法

建筑材料学报 2007年第2期10卷 230-234页

作者：毛科峰郑建军丁建江浙江工业大学建筑工程学院浙江杭州310014 浙江交通投资集团浙江杭州310014

提出了预测混凝土Cl-扩散系数的有限元方法.将混凝土看成是一种由骨料、界面和水泥浆基体所组成的三相复合材料,通过比较两种典型的单元细胞模型,说明了圆形单元细胞模型在混凝土模拟方面的优越性.由于界面厚度远小于骨料尺寸,采用推进... 详细信息

提出了预测混凝土Cl-扩散系数的有限元方法.将混凝土看成是一种由骨料、界面和水泥浆基体所组成的三相复合材料,通过比较两种典型的单元细胞模型,说明了圆形单元细胞模型在混凝土模拟方面的优越性.由于界面厚度远小于骨料尺寸,采用推进前沿法尽可能准确地剖分单元细胞,应用有限元方法获得了混凝土Cl-扩散系数的数值解.将数值结果与实验数据进行比较,验证了该方法的有效性.基于数值结果,定量评价了最大骨料粒径、界面Cl-扩散系数、界面厚度和骨料级配对混凝土Cl-扩散系数的影响.

关键词：混凝土界面 Cl^-扩散系数有限元方法

东中国海域交叉定标多平台合成洋面风场资料的初步评估

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气象 2012年第12期38卷 1456-1463页

作者：毛科峰陈希李妍萧中乐周凯解放军理工大学气象海洋学院卫星海洋环境动力学国家重点实验室解放军96631部队

对新的交叉定标多平台合成洋面风场资料(CCMP风场)的特点进行分析介绍,利用浮标和观测桩的时间序列资料和同期的卫星高度计探测资料,对东中国海海域范围内该风场的精度和特性进行了检验和评估并与欧洲中期天气预报中心再分析资料(ERA风... 详细信息

对新的交叉定标多平台合成洋面风场资料(CCMP风场)的特点进行分析介绍,利用浮标和观测桩的时间序列资料和同期的卫星高度计探测资料,对东中国海海域范围内该风场的精度和特性进行了检验和评估并与欧洲中期天气预报中心再分析资料(ERA风场)和散射计探测混合风场资料(QuickScat/NCEP风场)进行对比分析。结果表明:CCMP风场在远海区域的精度较高,风速偏小;在近岸区域风速可能偏大,存在一定的局限性。在东中国海海域,较之ERA风场和QuickScat/NCEP风场,CCMP风场均方根误差最小;当实际风速较小时,三种资料的风速都偏大,偏度较小;当实际风速较大时,三种风场的风速都偏小,偏度较大;且三种资料的风速误差具有随季节变化的特征。

关键词： CCMP海面风场 QuickScat NCEP混合风场 ERA再分析风场精度评估

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基于海浪谱分解与重构的资料同化试验

海洋学报 2016年第3期38卷 15-26页

作者：毛科峰萧中乐宋海波钟奕飞解放军理工大学气象海洋学院解放军96631部队解放军92721部队解放军95857部队

针对有效波高资料提出一种海浪谱分解与重构的资料同化方案:利用历史时段内的有效波高观测资料和模式计算波高场,采用最优插值方法得到分析波高场;在WAVEWATCH-Ⅲ模式的波浪能量密度谱和有效波高分析值之间引入一个变异系数矩阵,描述模... 详细信息

针对有效波高资料提出一种海浪谱分解与重构的资料同化方案:利用历史时段内的有效波高观测资料和模式计算波高场,采用最优插值方法得到分析波高场;在WAVEWATCH-Ⅲ模式的波浪能量密度谱和有效波高分析值之间引入一个变异系数矩阵,描述模式的误差,以此为状态向量构建卡尔曼滤波系统,对分解过的海浪谱进行修正和重构,得到同化后的海浪谱初始场。利用美国阿拉斯加湾北部海域的7个浮标站进行同化和72h预报试验,对连续1个月的预报结果进行统计表明:采用该同化方案后24h预报结果的有效波高均方根误差比未同化的结果降低了0.13m;同化方案对预报效果的影响可持续36h左右,随着预报时效延长,同化的效果减弱。

关键词：海浪谱有效波高同化 WAVEWATCH-Ⅲ模式卡尔曼滤波

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湾流及其邻近海域中尺度涡统计特征分析

解放军理工大学学报（自然科学版） 2016年第5期17卷 459-466页

作者：洪森胡冬陈希李妍毛科峰解放军理工大学气象海洋学院解放军31010部队

为了得到中尺度涡的特征,综合利用1993-2012年共20a的卫星高度计资料及Argo浮标资料等,对湾流及其邻近海域的中尺度涡特征进行统计,并采用合成方法对涡的三维结构特征进行分析。结果表明:该海域气旋涡(CE)和反气旋涡(AE)的平均生命史及... 详细信息

为了得到中尺度涡的特征,综合利用1993-2012年共20a的卫星高度计资料及Argo浮标资料等,对湾流及其邻近海域的中尺度涡特征进行统计,并采用合成方法对涡的三维结构特征进行分析。结果表明:该海域气旋涡(CE)和反气旋涡(AE)的平均生命史及平均半径十分相近;湾流主体段与延续段的涡动能(EKE)、涡能量密度(EI)和涡度明显大于其他区域,气旋涡平均强度大于反气旋涡;对于生命周期内的长周期涡,半径和EKE的变化幅度较大,EI和涡度的变化较小;涡以西向移动为主,平均移速3.2cm/s;长周期气旋涡和反气旋涡均具有向赤道移动的特征;在垂直剖面上,气旋涡(反气旋涡)存在2个温度负(正)异常结构和上下2个盐度负(正)异常结构,涡对海水温盐的垂向影响可达1km以上。

关键词：湾流中尺度涡统计特征合成结构 Argo