检索结果-内蒙古大学图书馆

海洋科学进展 2025年第2期43卷 459-471页

作者：姜清元官晟李淑江王岩峰自然资源部第一海洋研究所自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东省海洋环境科学与数值模拟重点实验室青岛海洋科技中心区域海洋动力学与数值模拟功能实验室

非系留式潜标结合了海床基和Argo浮标的工作模式与作业能力，是一种新型的海洋环境监测平台。为了深入了解非系留式潜标的运动性能，评估其用于高精度海洋观测的可行性，本文首先利用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamic, CFD... 详细信息

非系留式潜标结合了海床基和Argo浮标的工作模式与作业能力，是一种新型的海洋环境监测平台。为了深入了解非系留式潜标的运动性能，评估其用于高精度海洋观测的可行性，本文首先利用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamic, CFD）方法计算了潜标周围速度场和压力场的分布情况，经评估潜标机身运动造成的误差满足国家标准的要求；在确定潜标总体结构后，构建了该潜标水下运动的六自由度数学模型，进而对模型在南海观测区的潜深、潜速等主要作业能力进行仿真。通过近海试验，证明了浮沉运动仿真结果与实测数据吻合良好，运动模型准确可信。本研究为非系留式潜标的定深运动等控制方法的研究奠定了基础。

关键词：非系留式潜标运动建模水动力分析数据采样

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涌浪影响海洋飞沫生成的实验研究

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海洋科学进展 2024年

作者：马洪余刘展池陈胜戴德君自然资源部第一海洋研究所自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东省海洋环境科学与数值模拟重点实验室

海洋飞沫在海气之间的动量、热量以及物质交换过程中发挥着重要作用。海洋飞沫的参数化估计依赖于海洋飞沫生成函数，然而现有海洋飞沫生成函数对相同风速下海洋飞沫生成量的估计值相差高达6个数量级。在已有的研究中，海洋飞沫生成函... 详细信息

海洋飞沫在海气之间的动量、热量以及物质交换过程中发挥着重要作用。海洋飞沫的参数化估计依赖于海洋飞沫生成函数，然而现有海洋飞沫生成函数对相同风速下海洋飞沫生成量的估计值相差高达6个数量级。在已有的研究中，海洋飞沫生成函数多数只考虑了风速的作用，波浪的作用往往被忽略，这是导致海洋飞沫估计量相差很大的原因之一。本文利用风-浪-流多功能实验水槽和海上观测平台，开展了有、无涌浪情况下海洋飞沫生成量的对比实验，研究涌浪对海洋飞沫生成量的影响。水槽实验结果表明，单纯吹风实验海洋飞沫生成量为5.49×10～4 m-2?s-1，当考虑涌浪时，海洋飞沫生成量最大降到1.39×10～4 m-2?s-1，海洋飞沫生成量减少近3/4。即与风浪同向的涌浪抑制了波浪破碎的产生，从而减少了海洋飞沫生成量，并且在本实验中波高基本相同，随着波长的增加，即波陡的减少，海洋飞沫生成量也随之减少。外海观测数据同样显示涌浪可以使得海洋飞沫生成量减少，两类实验证实涌浪可以抑制海洋飞沫的生成。本研究结果有助于海洋飞沫参数化方案的改进。

关键词：海洋飞沫涌浪波长波陡

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一种非系留式潜标剖面运动仿真研究

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海洋科学进展 2024年

作者：姜清元官晟李淑江王岩峰自然资源部第一海洋研究所自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东省海洋环境科学与数值模拟重点实验室崂山实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室

非系留式潜标结合了海床基和Argo浮标的工作模式与作业能力，是一种新型的海洋环境监测平台。为了深入了解非系留式潜标的运动性能，评估其用于高精度海洋观测的可行性，本文首先利用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamic, CFD）方法计算了潜标周围速度场和压力场的分布情况，经评估潜标机身运动造成的误差满足国家标准的要求；在确定潜标总体结构后，构建了该潜标水下运动的六自由度数学模型，进而对模型在南海观测区的潜深、潜速等主要作业能力进行仿真。通过近海实验，证明了浮沉运动仿真结果与实测数据吻合良好，运动模型准确可信。本研究为非系留式潜标的定深运动等控制方法的研究奠定了基础。

关键词：非系留式潜标运动建模水动力分析数据采样

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南海陆坡区内孤立波传播速度分析

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海洋科学进展 2025年第2期43卷 354-366页

作者：吕建帅姜文正赵健蒋暑民马洪余戴德君中国石油大学(华东)海洋与空间信息学院自然资源部第一海洋研究所自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东省海洋环境科学与数值模拟重点实验室

研究南海陆坡区内孤立波传播演变过程对于深入认知内孤立波机理、保障海上油气工程安全具有重要意义。本文利用南海东北部陆坡区观测资料，分析了内孤立波传播速度变化特征，对比了基于经典KdV(Korteweg-de Vries)方程的理论传播速度和... 详细信息

研究南海陆坡区内孤立波传播演变过程对于深入认知内孤立波机理、保障海上油气工程安全具有重要意义。本文利用南海东北部陆坡区观测资料，分析了内孤立波传播速度变化特征，对比了基于经典KdV(Korteweg-de Vries)方程的理论传播速度和实测传播速度的差异。结果表明，该区域内孤立波以第一模态下凹型内孤立波为主，不同测站共匹配到370个第一模态内孤立波信号，内孤立波的传播方向为274°～322°，实测传播速度介于0.78～1.52 m/s，传播速度表现出夏秋季大、冬春季小的季节变化特征。基于KdV方程的理论传播速度介于0.61～1.43 m/s，与内孤立波实测传播速度的吻合程度为58.1%～99.9%，且不同季节的吻合程度存在差异，春、夏、秋、冬季的吻合程度中位数分别为91.2%、91.5%、86.3%和85.9%。本文评估了经典KdV方程理论在该海域解释内孤立波传播速度的适用性，所得结果可为陆坡海域内孤立波的精准预测提供参考。

关键词：内孤立波传播速度南海陆坡区域 KdV方程

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福岛以东放射性核素进入中国海关键途径的三维数值模拟研究

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原子能科学技术 2024年第10期58卷 2008-2021页

作者：李宇轩赵昌杨德周许灵静中国科学院海洋研究所山东青岛266071 自然资源部第一海洋研究所海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061

准确刻画放射性核素在海洋中的扩散及输运过程是监测及预防的关键。利用北太平洋区域高分辨率海洋动力模式,结合被动示踪实验,模拟了福岛排放入海的放射性核素在5 a左右时间的分布情况。结果表明,放射性核素在排海后主要随黑潮延伸体向... 详细信息

准确刻画放射性核素在海洋中的扩散及输运过程是监测及预防的关键。利用北太平洋区域高分辨率海洋动力模式,结合被动示踪实验,模拟了福岛排放入海的放射性核素在5 a左右时间的分布情况。结果表明,放射性核素在排海后主要随黑潮延伸体向东移动,但仍有部分放射性核素由于西南向回流、涡旋活动及模态水潜沉过程,向西南方向抵达中国海外缘。在中国近海与外海的物质交换通道中,放射性核素主要通过中国台湾以东最早进入中国东海,后经过吕宋海峡入侵南海,进而通过陆架环流输送到黄海与渤海中。研究结果系统地给出了放射性核素由北太平洋进入中国海的三维途径及动力机制,并表明高浓度的放射性核素在5 a时间内并未影响中国海域。

关键词：放射性核素海洋数值模式动力机制大洋-近海物质交换时间估计

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锚系阵列结合水下滑翔机观测策略研究——以南海中部为例

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海洋科学进展 2025年第1期43卷 118-132页

作者：罗强王冠琳滕飞徐腾飞王岩峰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 崂山实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266237

南海复杂的地形与水动力环境给观测带来了挑战,结合多种观测手段优势互补组成海洋观测网是南海观测未来的发展方向。本文选取锚系阵列与水下滑翔机这2种主要的定点观测和移动观测手段,以南海中部为例,设计锚系阵列与水下滑翔机的布放站... 详细信息

南海复杂的地形与水动力环境给观测带来了挑战,结合多种观测手段优势互补组成海洋观测网是南海观测未来的发展方向。本文选取锚系阵列与水下滑翔机这2种主要的定点观测和移动观测手段,以南海中部为例,设计锚系阵列与水下滑翔机的布放站位,并基于区域海洋数值模式构建数据同化系统,设计观测系统模拟实验,进而通过对比不同方案下锚系阵列和水下滑翔机站位温盐数据的同化结果,探讨两者相结合的观测策略。在0~1000 m水深,模拟实验结果表明:受限于站位数量及分布位置,仅利用锚系阵列观测数据对温盐的同化精度改善有限;水下滑翔机观测数据的加入使得改进较为明显,对温度同化的改进主要体现在100~500 m,对盐度同化的改进则主要体现在100~250 m,这也分别对应初始温盐同化结果的均方根误差峰值深度区间;水下滑翔机初始布放站位与运动方式也会对实验结果产生影响,对于南海中部区域,水下滑翔机水平向右运动采样对温度的同化效果更好,在初始布放站位附近循环采样对盐度和海面高度异常同化效果更好。观测系统模拟实验结果可为南海未来的海洋观测网设计提供参考。

关键词：锚系阵列水下滑翔机南海观测系统模拟实验

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安达曼海南部内孤立波生成与传播的三维数值模拟

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海洋科学进展 2024年第3期42卷 452-465页

作者：张培超王刚戴德君乔方利黄传江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

安达曼海内孤立波频发且振幅较大,对海洋生态、海上活动等有重要影响。本文采用非静力近似的MIT通用环流模式(MITgcm),并结合遥感影像研究了安达曼海南部内孤立波的生成与传播过程。数值模拟结果表明,格雷特海峡、尼科巴群岛之间的水道... 详细信息

安达曼海内孤立波频发且振幅较大,对海洋生态、海上活动等有重要影响。本文采用非静力近似的MIT通用环流模式(MITgcm),并结合遥感影像研究了安达曼海南部内孤立波的生成与传播过程。数值模拟结果表明,格雷特海峡、尼科巴群岛之间的水道、苏门答腊岛北部陆坡以及苏门答腊岛东北部陆坡是安达曼海南部内孤立波的4个主要生成源地,与遥感影像结果一致。本文还利用敏感性数值实验探究了二维模拟、潮流强度、地形结构等对该海域内孤立波生成与传播的影响。数值实验中,安达曼海内孤立波传播速度在2.3~2.6 m/s,振幅最大可达70 m,背景潮流越强,所生成的内孤立波列中内孤立波的数量越多、振幅越大,但相邻内孤立波之间的时间间隔变短。局地地形敏感性研究还发现双海脊能增强内孤立波的振幅和流速,并且对生成的内孤立波数量有较大影响。

关键词：安达曼海内孤立波非静力近似

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基于FIO-COM的复杂海洋环境下的声传播效应研究

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海洋科学进展 2024年第3期42卷 578-589页

作者：杨春梅李润刘宗伟姜莹吕连港李显阳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 崂山实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266237

海洋声学预报系统将海浪-潮流-环流耦合的海洋模型FIO-COM(Coupled Ocean Model)与水下声场传播模型协同连接。在此基础上,本文利用海表面高度异常数据识别和预测海洋中尺度结构的位置和演变,并生成相应的中尺度海洋环境下的声学参数,... 详细信息

海洋声学预报系统将海浪-潮流-环流耦合的海洋模型FIO-COM(Coupled Ocean Model)与水下声场传播模型协同连接。在此基础上,本文利用海表面高度异常数据识别和预测海洋中尺度结构的位置和演变,并生成相应的中尺度海洋环境下的声学参数,可用于分析各种包含海洋中尺度结构在内的复杂海洋环境下的声传播效应。利用该系统计算并分析了冲绳海槽、黑潮锋面和北太平洋冷涡等实际海洋环境下的声传播效应,研究结果表明:相对于水体声速场的结构变化,冲绳海槽地形对声传播的影响更为显著,海槽外侧的声源在穿越海槽传播时,大部分声能量陷落在海槽底部,很难到达海槽对面;不考虑地形的影响,黑潮锋表面较高的水温能够导致近海面水域声能量减弱,相对于距离无关水体环境,声传播损失增大约5~10 dB;北太平洋冷涡使得声能量提前汇聚,进而改变汇聚区的宽度、强度和位置。

关键词：声学预报海洋模型中尺度结构声传播效应

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基于水下滑翔机观测的印度洋东南海域环境噪声风关特性

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海洋科学进展 2024年第1期42卷 160-169页

作者：王金成潘海东王冠琳王岩峰自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001 崂山实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266237 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

基于“海燕”水下滑翔机在印度洋东南海域实测的环境噪声数据和海面风速再分析数据:分析了此海域4~20 kHz内环境噪声时频特性;验证了滑翔机深度不会显著影响环境噪声的风关特性测量;定量计算了噪声谱级与海面风速的相关系数;利用最小二... 详细信息

基于“海燕”水下滑翔机在印度洋东南海域实测的环境噪声数据和海面风速再分析数据:分析了此海域4~20 kHz内环境噪声时频特性;验证了滑翔机深度不会显著影响环境噪声的风关特性测量;定量计算了噪声谱级与海面风速的相关系数;利用最小二乘拟合得到各中心频率噪声谱级与风速的线性函数关系。结果表明:在小于4 kHz的频段内,因受所搭载温盐深仪CTD(Conductivity, Temperature, Depth)泵的噪声影响,噪声谱级与海面风速的相关系数在0.2以下;在大于4 kHz的频段内,环境噪声谱级与海表面风速变化趋势一致性较好,且在6~10 kHz频段内相关系数为0.8左右;在5~20 kHz频段内,噪声谱级与风速拟合呈线性函数关系,并且随着中心频率增高,倍频程损失平均为5 dB左右;在10 kHz处,拟合斜率最大,噪声谱级对海面风速变化的敏感度最高。

关键词：海洋环境噪声水下滑翔机海面风速相关系数线性拟合

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新型模块化防淤积海床基系统的研发与应用

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海洋科学 2024年第10期48卷 93-103页

作者：王冠琳王岩峰徐腾飞梁冠辉官晟李淑江王永刚魏泽勋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

为了提高苏北浅滩区域强淤积环境下高精度座底式观测的成功率,服务于海上风电样机测试与设计偏差评估,针对性自主设计研发了一种新型模块化防淤积海床基系统。该系统基于可回收的一体式主浮体和仪器舱,采用推出式浅水释放器和弹力助力... 详细信息

为了提高苏北浅滩区域强淤积环境下高精度座底式观测的成功率,服务于海上风电样机测试与设计偏差评估,针对性自主设计研发了一种新型模块化防淤积海床基系统。该系统基于可回收的一体式主浮体和仪器舱,采用推出式浅水释放器和弹力助力释放装置,搭配可抛弃式底座和可组合的悬空式钢制支架,使整个系统在模块化结构易搬运的前提下同时拥有良好的防淤积性能,在现场应用中顺利完成了多次布放和回收操作,获取了高质量的观测数据,通过了面对苛刻环境的可行性与稳定性验证。

关键词：模块化防淤积海床基系统海上风电场观测

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