A Novel Localized Meshless Collocation Method for Numerical Simulation of Flume Dynamic Characteristics北大核心CSCD

局部边界节点法是一种基于非奇异半解析基函数和移动最小二乘原理的新型无网格配点技术,该方法把每个节点处的未知变量表示为该点对应的局部子域内节点处物理量的线性组合,该文基于局部边界节点法对数值波浪水槽进行了研究。首先,通过基准算例确定了Laplace算子非奇异半解析基函数的合理形状参数值。进一步,基于合理的参数选取,用较少的离散节点即可成功模拟波浪传播行为,将得到的数值结果与其他文献数值结果比较,可以发现局部边界节点法用更少的局部点即可得到较好的数值结果。最后,以保护近海岸建筑物为目标,模拟了水下防波堤对波浪传播的影响。结果表明,当波浪与梯形防波堤发生作用后,波峰变得比较陡峭,而波谷变得相对比较平坦,为近海岸防波堤的相关研究和设计提供了数值参考。     

球体二层海内波中一阶波浪力计算

球体在水下运动时会受到内波对其产生的作用力，从而产生大幅度的垂荡和纵摇运动，影响其操纵性。但这一方面的研究还很不成熟，本文利用边界元法计算了二层流体中球体在典型内波作用下受到的一阶垂荡波浪力和一阶纵摇波浪力矩，并利用此方法计算了近水面球体的波浪力及力矩，与已有的计算结果和水池实验结果比较，吻合较好。     

小幅度非均匀倾斜水底上的波浪非线性演化

天然沙质海岸上存在着不同形状的床面,波浪在其上面的传播过程是一典型的非线性演化过程．以此为工程背景,利用摄动方法对小幅度非均匀倾斜床面上波浪的非线性传播过程进行了探讨,给出了解析的表达式,并与相关的实验资料进行了比较分析,结果表明,所建立的波浪演化模型能够反映实际情况．     

降雨对C波段散射计测风的影响及其校正

传统观点认为C波段散射计工作波长大于雨滴直径,受降雨散射衰减的影响很小, 因此往往忽略降雨对C波段散射计测风的影响.本文基于降雨引起C波段散射计信号的衰减、 后向体散射及雨滴落入海面后的扰动作用,推导了降雨条件下的雷达方程, 构建了2010年全年的ASCAT散射计、降雨雷达和欧洲中期天气预报中心数值预报的匹配数据集, 定量分析了降雨对C波段散射计测风的影响,发现其信号衰减随降雨强度和入射角的增大而增强; 后向体散射和雨表面扰动作用随降雨强度的增大而增强、随入射角的增大而减小, 其中雨表面扰动作用对散射计测风的影响大于后向体散射.另外, 利用降雨条件下的雷达方程和匹配数据集,本文建立了降雨条件下的C波段主动微波辐射传输模型, 实验表明,该模型能够改善降雨条件下C波段散射计测风的精度.     

海表白冠覆盖率的散射计资料反演研究

针对波浪破碎海况,采用考虑波浪破碎的KHCC03散射模式和散射计卫星遥感资料,对白冠覆盖率进行了反演研究,并得到了白冠覆盖率的反演公式.经检验,在10 m高度处风速取值为7 m/s—16 m/s时,利用文中给出的公式得到的白冠覆盖率反演结果与实测数据相比,优于以往其他计算公式的对应结果.这表明,利用散射计资料和波浪破碎的散射模式,可以反演白冠覆盖率.而且,这种方法不同于人们通常采用的被动遥感方法. 关键词： 白冠覆盖率 KHCC03散射模式 波浪破碎     

不同条件下海面Kelvin尾迹的红外仿真

针对舰船在海上航行时形成的尾迹包含多类信息,利用Kelvin尾迹模型得到舰船速度为5 m/s、10 m/s和15 m/s的尾迹最大波高分别为0.5 m、1.5 m和2.5 m。通过海浪Pierson Moscowitz谱模型描述海面风速分别为5 m/s、8 m/s和10 m/s下的复杂海面背景模型。基于海面背景和尾迹区域的几何差异,建立了Kelvin尾迹的红外发射模型,得到不同海面风速、不同舰船航速和不同探测天顶角下的红外特征仿真图像。仿真结果表明,红外图像的灰度极大值位于尾迹波峰处,海面风速由5 m/s增加到10 m/s时,尾迹区域与海面背景平均灰度差值由100逐渐减小,直至无差异。相同海面风速下,舰船速度由5 m/s增加到15 m/s,尾迹波长由10 m增加到40 m,红外特征明显。改变探测器天顶角分别为0和30时,红外图像差异较小,当天顶角增大到60时,尾迹区域灰度值接近海面背景,差值小于30,尾迹的辨识难度增加。     

二维粗糙海面散射回波多普勒谱频移及展宽特征

基于二维线性海面模型及粗糙面电磁散射的一阶小斜率近似公式,研究了海面回波各阶多普勒谱的频移特性,得到了多普勒谱频移所对应的理论公式,与经典多普勒频移公式相比考虑到了风速、大尺度波浪轨道运动等因素对多普勒谱频移的影响;同时根据粗糙面的双尺度模型,基于多普勒谱频移的物理机理,给出了求解散射场多普勒谱展宽的理论公式.最后将理论公式计算所得结果与模拟结果及实测数据进行了比较,讨论了风速、入射波频率及入射角等因素对多普勒频移及多普勒谱展宽的影响.通过比较可以发现,给出的理论公式可以对多普勒谱频移和展宽进行一定程度的预测. 关键词： 粗糙海面 电磁散射 多普勒谱     

粗糙海面及其上方导体目标复合电磁散射的混合算法研究

利用基于电流计算的矩量法结合高频算法基尔霍夫近似的混合算法,分析了一维PM谱粗糙海面及其上方二维无限长任意截面导体目标的双站复合电磁散射特性.混合算法将粗糙面和目标分别划分到KA区域和MOM区域,由于无需数值求解粗糙海面区域的表面极化电流,该算法的运算时间和对计算机内存的需求主要取决于粗糙面上方目标的网格划分情况.数值结果以无限长导体圆柱为例计算了其与一维下垫PM谱粗糙海面的复合双站散射截面,并将计算结果与经典MOM结果进行了比对和验证,结果表明混合方法具有较高的计算效率.最后应用混合方法讨论了不同极化状态、海上不同风速以及目标不同尺寸和位置对复合散射截面的影响. 关键词： 粗糙海面 电磁散射 混合算法 矩量法     

Analysis of Origin of Multi-Ring Basins by Theory of Deep Water Waves

The tsunami model of the origin of multi-ring basins by an initial surface deformation, which is set as a calculating the ring radius. The formula applied to is analysed with the theory of deep water waves generated parabolic crater. We obtain an approximate formula for some multi-ring basins on the Moon, Mercury and Mars gives almost equidistant spacing of the rings within the main ring （the Ⅳ ring）; this agrees with the previous conclusion that the Ⅳ ring marks the end of the fluidized region. Besides this, the theory of deep water waves does not require similar crustal structure at each basin-impact site on all three planets which is required in the theory of shallow water waves.     

An Efficient Simulated Sea Slope Model for Backscattering from a Non-Gaussian Sea Surface

Based on the double superimposition model, a sea slope model is obtained on the basis of the generated oceanic surface instead of being assumed as a Gaussian distribution model. Then, a summation formula of the backscattering coefficient is derived from the Bass Fuks two-scale model and its application is extended to the non-Gaussian oceanic surface with the help of simulated sea slopes, which can adequately reflect the non-Gaussian configuration of the sea surface. Finally, this scattering model is employed to describe the baekscattering configuration of sea surfaces in different sea states and wind directions, and is confirmed by several numerical examples.