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陆丰海域秋季第一模态内孤立波观测特征分析

海洋科学进展 2024年

作者：李达刘涛谢波涛黄必桂张琪黄晓冬中海油研究总院有限责任公司中国海洋大学三亚海洋研究院海南省海洋立体观测与信息重点实验室中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室

南海北部内孤立波异常活跃，具有极强的非线性、极高的强度和极大的能量，其传播特性和精细结构在背景过程影响下更加复杂，加剧了内孤立波预报和海上石油平台作业的难度。基于南海北部陆丰海域295 m水深处一套潜标连续79 d的观测资料... 详细信息

南海北部内孤立波异常活跃，具有极强的非线性、极高的强度和极大的能量，其传播特性和精细结构在背景过程影响下更加复杂，加剧了内孤立波预报和海上石油平台作业的难度。基于南海北部陆丰海域295 m水深处一套潜标连续79 d的观测资料，分析了秋季内孤立波的波动特征和统计规律。典型内孤立波表现为波列的形式，头波振幅达86.7 m，在海洋上层导致局地增温超过8.0℃，并诱发最大达0.83 m/s的西向流和0.60 m/s的北向流，在波前产生最大达0.25 m/s的下降流。对观测期间捕捉到的91个内孤立波统计分析表明，内孤立波主要沿WNW方向传播，平均振幅为59.9 m，在海洋上层诱发的最强西向流速平均值为0.79 m/s；在天文大潮时期，内孤立波在04:00至06:00和16:00至19:00频繁出现，且农历初二至初五和十六至十八期间经过陆丰海域的内孤立波具有更大的强度。此外，全日内潮与半日内潮共同作用下压了温跃层，导致典型内孤立波中形成了1个上凸波动，其在近底层导致局地降温达1.3℃，并诱发超过0.30 m/s的西向流和0.20 m/s的北向流；该上凸波动陡峭的波前汇聚了强剪切，极易触发剪切不稳定。本研究结果可为陆丰海域海上石油平台施工、勘探船作业等提供重要参考。

关键词：南海北部陆丰海域内孤立波潜标观测

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基于橇载喷管背压控制的引射装置设计与研究

兵器装备工程学报 2024年第2期45卷 128-134页

作者：张晨辉谢波涛王宝林杨洋中国兵器工业试验测试研究院陕西华阴714200

为解决火箭橇试验橇载喷管背压过高的问题,验证引射装置设计的可行性,建立了二维引射性能预估模型,利用Fluent软件,并采用k-ε湍流模型,研究引射装置及其关键设计参数对喷管内部流场的影响,揭示了试验装置内外流场掺混机理。数值分析结... 详细信息

为解决火箭橇试验橇载喷管背压过高的问题,验证引射装置设计的可行性,建立了二维引射性能预估模型,利用Fluent软件,并采用k-ε湍流模型,研究引射装置及其关键设计参数对喷管内部流场的影响,揭示了试验装置内外流场掺混机理。数值分析结果表明:引射装置适用于大扩张比、低Ma数试验工况;引射装置总压、引射流量越大,引射效应越明显,引射装置与喷管尾端的距离、引射角度大小与引射效率呈负相关,设计中应保证引射装置燃气/空气流量比为0.75以上,引射位置在中部和后部时激波前的试验面积分别增加了0.42、0.75 m2;引射装置的加入使得试验段平均马赫数由2.6提升至3.3,均匀度提高约72%。

关键词：火箭橇喷管引射装置扩张比

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基于火箭橇的变马赫气流扩张通道研究

弹箭与制导学报 2024年第2期44卷 82-89页

作者：谢波涛刘振张晨辉刘显为西安交通大学航天航空学院陕西西安710049 中国兵器工业试验测试研究院陕西华阴714200

针对火箭橇气流通道装置开展设计与数值模拟研究。首先,将气流扩张通道内部划分为初始源流膨胀区、消波区和均匀流试验区,然后,应用Foelsch方法对初始膨胀段型线进行设计,采用基于轴线马赫数预设的特征线方法对过渡消波段进行设计,最后... 详细信息

针对火箭橇气流通道装置开展设计与数值模拟研究。首先,将气流扩张通道内部划分为初始源流膨胀区、消波区和均匀流试验区,然后,应用Foelsch方法对初始膨胀段型线进行设计,采用基于轴线马赫数预设的特征线方法对过渡消波段进行设计,最后,针对扩张比为2.5的火箭橇气流扩张装置,在运行速度为1.5Ma、2Ma、2.5Ma和3Ma条件下开展数值模拟分析,结果表明,通道进口膨胀波随着运行速度的增加而减弱,1.5 Ma速度条件下的相对压力峰值为0.14 MPa,3 Ma速度条件的相对压力峰值为0.018 MPa,相对压力峰值下降约87%,使进口条件得到改善,最大马赫数模拟偏差为3.9%,静压模拟偏差为6.5%。

关键词：火箭橇高超声速环境气流扩张通道特征线方法

二项-二维对数正态分布及其在极端海况预测中的应用（英文）

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Journal of Marine Science and Application 2023年第1期 128-136页

作者：丁京华丁伟宸谢波涛庞亮 College of Engineering Ocean University of China State Key Laboratory of Atmospheric Boundary Layer Physics and Atmospheric Chemistry Institute of Atmospheric Physics Chinese Academy of Sciences University of Chinese Academy of Sciences CNOOC Research Institute

Extreme value analysis is an indispensable method to predict the probability of marine disasters and calculate the design conditions of marine engineering. The rationality of extreme value analysis can be easily affected by the lack of sample data. The peaks over threshold(POT) method and compound extreme value distribution(CEVD) theory are effective methods to expand samples, but they still rely on long-term sea state data. To construct a probabilistic model using shortterm sea state data instead of the traditional annual maximum series(AMS), the binomial-bivariate log-normal CEVD(BBLCED) model is established in this thesis. The model not only considers the frequency of the extreme sea state, but it also reflects the correlation between different sea state elements(wave height and wave period) and reduces the requirement for the length of the data series. The model is applied to the calculation of design wave elements in a certain area of the Yellow Sea. The results indicate that the BBLCED model has good stability and fitting effect, which is close to the probability prediction results obtained from the long-term data, and reasonably reflects the probability distribution characteristics of the extreme sea state. The model can provide a reliable basis for coastal engineering design under the condition of a lack of marine data. Hence, it is suitable for extreme value prediction and calculation in the field of disaster prevention and reduction.

关键词：

二项-二维对数正态分布及其在极端海况预测中的应用

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哈尔滨工程大学学报（英文版） 2023年第1期22卷 128-136页

作者：丁京华丁伟宸谢波涛庞亮 College of Engineering Ocean University of ChinaQingdao 26610China State Key Laboratory of Atmospheric Boundary Layer Physics and Atmospheric Chemistry Institute of Atmospheric PhysicsChinese Academy of SciencesBeijing 100029China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China CNOOC Research Institute Beijing 100025China

Extreme value analysis is an indispensable method to predict the probability of marine disasters and calculate the design conditions of marine *** rationality of extreme value analysis can be easily affected by the lack of sample *** peaks over threshold(POT)method and compound extreme value distribution(CEVD)theory are effective methods to expand samples,but they still rely on long-term sea state *** construct a probabilistic model using shortterm sea state data instead of the traditional annual maximum series(AMS),the binomial-bivariate log-normal CEVD(BBLCED)model is established in this *** model not only considers the frequency of the extreme sea state,but it also reflects the correlation between different sea state elements(wave height and wave period)and reduces the requirement for the length of the data *** model is applied to the calculation of design wave elements in a certain area of the Yellow *** results indicate that the BBLCED model has good stability and fitting effect,which is close to the probability prediction results obtained from the long-term data,and reasonably reflects the probability distribution characteristics of the extreme sea *** model can provide a reliable basis for coastal engineering design under the condition of a lack of marine ***,it is suitable for extreme value prediction and calculation in the field of disaster prevention and reduction.

关键词： Bivariate compound extreme value distribution Double-threshold sampling Extreme sea state Short-term data Probabilistic prediction

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秉持绿色发展理念书写低碳新篇章

资源再生 2022年第9期 38-40页

作者：谢波涛中共重庆市大足区第三次党代会代表邮亭工业产业发展中心

重庆市双桥经济技术开发区邮亭工业产业发展中心成立于2012年9月(原名重庆市双桥经开区邮亭工业园区管理委员会),园区总规划面积约20.01平方公里,是国家循环经济示范城市创建单位、重庆市循环经济试点园区、双桥经开区重要工业组团。

关键词：经济技术开发区国家循环经济创建单位工业园区试点园区绿色发展理念经开区示范城市

全球高分辨率海洋预报系统中的SST预报偏差校正

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海洋科学进展 2023年第3期41卷 444-455页

作者：刘波谢波涛黄必桂尹训强王志翔杨永增自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061 山东省海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061 中海油研究总院有限责任公司北京100028

本文基于卫星遥感的观测海表面温度(Sea Surface Temperature,SST)数据和自然资源部第一海洋研究所全球0.1°分辨率海浪-潮流-环流耦合数值预报模式(The surface wave-tide-circulation coupled ocean model developed by First Institute of Oceanography,MNR,China,FIO-COM)的预报结果,采用线性回归模型和长短期记忆神经网络(Long Short-Term Memory,LSTM)对SST预报结果进行误差校正。利用2016—2021年的数据开展了一系列对比试验,线性回归模型基于局部线性的假设实现对下一时刻误差的预报,LSTM利用2016—2020年共56个月的历史偏差数据训练模型,使用2021年的数据进行检验。结果表明,线性回归模型和LSTM神经网络都可以改善预报结果,LSTM神经网络相对于线性回归模型的效果更好,SST误差降低70%左右;与线性回归模型相比,经LSTM校正后的各点的偏差的概率密度分布集中在0附近。LSTM方法在统计意义上优于线性拟合且结果更稳定,可进一步推广到海洋数值预报多要素偏差校正。

关键词： SST 偏差校正线性回归 LSTM

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南海西北部台风激发近惯性波频移研究

海洋学研究 2023年第4期41卷 12-20页

作者：付殿福谢波涛黄必桂金魏芳牟勇蔺飞龙中海油研究总院有限责任公司北京100028 卫星海洋环境动力学国家重点实验室自然资源部第二海洋研究所浙江杭州310012

近惯性波是海洋对台风响应过程中最为重要的能量传递方式之一,其频率随深度的分布会影响近惯性波能量向海洋内部传播的速度。基于台风期间南海西北部的潜标观测资料,对涡度效应和背景流引起的多普勒效应进行分析,发现背景流引起的多普... 详细信息

近惯性波是海洋对台风响应过程中最为重要的能量传递方式之一,其频率随深度的分布会影响近惯性波能量向海洋内部传播的速度。基于台风期间南海西北部的潜标观测资料,对涡度效应和背景流引起的多普勒效应进行分析,发现背景流引起的多普勒效应是近惯性波频率“蓝移”的主要因素,近惯性波频率大于当地惯性频率,并且频率随着深度增加而增加。深度在200 m以浅,背景流多普勒效应为负;深度在200 m左右,多普勒效应趋于0;深度在230~400 m,多普勒效应为正。在230~400 m深度,背景流强度达到最大,其方向与近惯性波传播方向接近,因此由其引起的多普勒正频移也最大,观测结果显示近惯性波频率偏移也最大。该研究对加深海洋对台风响应过程的认识,特别是近惯性波在背景流结构复杂海域(如西边界流区域)的传播具有重要作用。

关键词：台风近惯性波多普勒效应

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基于实测数据的南海阵风因子参数研究

中国造船 2019年第A01期60卷 139-145页

作者：谢波涛张敏霞安明明中海油研究总院北京100027

南海台风期间,风荷载也是作用在海上结构物上的主要荷载之一,有时甚至起着决定性作用。风湍流特性参数计算的准确与否,对于这些大型构筑物风荷载计算的精度至关重要。通过使用南海某平台上长期风要素观测资料,对南海阵风因子等参数进行... 详细信息

南海台风期间,风荷载也是作用在海上结构物上的主要荷载之一,有时甚至起着决定性作用。风湍流特性参数计算的准确与否,对于这些大型构筑物风荷载计算的精度至关重要。通过使用南海某平台上长期风要素观测资料,对南海阵风因子等参数进行了研究。由实测资料分析结果可知:当台风过程中的风速最大时,其阵风与平均风速的差值较大;当风速较小时,这种差异不太显著;实测资料还表明,南海夏季风场变化较大,但强度不大;冬季风场强大而稳定,相应海况也更为恶劣。这种湍流脉动风的不稳定性说明了台风过程对阵风因子的研究具有重要的意义,其成果可为南海海洋油气工程建设和施工作业提供参考和技术保障。

关键词：南海台风阵风因子湍流