海面目标与海天背景合成的红外图像数值模拟方法

在对海面目标红外图像理论模拟的研究中,已经能分别计算出目标和海面大气背景的红外图像,作者研究了在此基础上用数值方法模拟海面目标和海天背景合成的红外图像的计算原理和方法,编制了生成合成红外图像的计算软件并计算了某舰的模拟热像。     

基于非线性弥散关系的缓坡方程波浪传播变形模拟研究

【目的】波浪由外海传播到近海时,由于受到地形、建筑物等影响,波浪非线性增强,线性弥散关系不能够很好的描述波浪弱非线性效应。为了对比研究非线性弥散关系的缓坡方程在波浪传播变形的作用。【方法】采用改进型缓坡方程数值模式,并结合Li提出的非线性弥散关系,对Berkhoff椭圆经典地形进行波浪传播变形模拟研究,探讨线性和非线性弥散关系的数值模拟计算结果与实验值的关系,并对两种计算结果进行了比较分析。【结果】非线性弥散关系的计算结果与实验值的误差较线性弥散关系的结果小,非线性模型要优于线性模型。【结论】非线性模型更适合近海海域弱非线性波浪传播变形的研究。     

一种改进的几何学波浪破碎指标

基于Kjeldsen等提出的波形不对称性波浪破碎几何学指标，研究了波浪浅水变形作用下波形的不对称性，并通过实验采集的波面数据，运用最小二乘法拟合参数，综合2种不同的波浪变形情况，提出了含权重系数ω的不规则波浪的波形不对称性指标，并给出了浅水条件下权重系数ω的取值函数。在高分辨率波面数据采集技术的前提下，提出一种新型的、能够在近岸浅水条件下作为波浪破碎判据的波形不对称性波浪破碎指标，提高了其在实际工程中的应用价值。     

波浪作用下液化场地高桩码头动力响应试验研究

高桩码头广泛应用于深水港口工程建设中，且大多位于可液化场地，波浪作用对液化场地高桩码头工作性能的影响不可忽视，但鲜有研究报道.进行液化场地高桩码头模型波浪水槽试验，考虑波浪、码头和土层三者之间的相互作用，真实再现高桩码头使用环境，探索波浪作用下码头内部响应差异，分析波浪作用下码头桩基和土层动力响应，探讨波高变化对各动力响应的影响规律.结果表明：高桩码头面板加速度和位移响应随波浪作用时间增加先逐渐变大最终保持相对稳定；群桩内各桩受到的动水压力和变形差异明显，其变化规律与桩位置有直接联系；自由场和桩周土层孔压响应幅值随埋深增大而减小，群桩的存在会降低桩周土层孔压的响应，增大土层加速度的响应；波高的增加对土层的影响随深度的增加而减小.上述研究成果可为波浪作用下类似高桩码头试验提供参考，为高桩码头合理化设计和防波浪侵袭提供支持.     

贝宁海滩上波浪传播演变特性研究

为分析贝宁海滩上波浪传播演变特性，基于开源波浪数值计算软件COBRAS建立了贝宁典型海滩剖面数值模型，模型中采用k-epsilon紊流模型求解雷诺应力，采用流体体积法捕捉自由液面，并采用斜坡上波浪破碎试验结果对数值模型进行了验证。基于该模型对常浪条件和极端波浪条件下海滩上波浪传播规律的模拟结果表明：常浪条件下波浪主要在沙坝附近发生破碎，极端波浪条件下波浪在沙坝外侧200 m处开始发生破碎；破碎区域内水质点速度较大，常浪条件下沙坝周围的流速可达7.5 m/s,极端波浪条件下破波带内水质点速度可达12.4 m/s,且波浪回流与入射波浪在沙坝周围相互作用会形成较强的涡旋；随着波浪非线性的增强，波浪爬高也逐渐增大，在极端波浪条件下，沙丘上会发生越浪。     

基于长短期记忆网络的半潜平台波浪爬升预报

波浪爬升问题与半潜式平台安全密切相关，波浪爬升的实时在线预报有助于保障海上作业安全.基于长短期记忆(LSTM)神经网络模型，以波浪和平台运动时间序列为输入，建立半潜式平台波浪爬升高度的极短期在线预报方法.通过平台模型试验获得训练与测试数据，对LSTM模型性能进行检验.结果显示，在提前预报量为6 s和12 s时，波浪爬升高度的平均预报精度分别为92.90%和84.09%,最大值相对误差不高于19.69%和30.66%;同时，模型在提前预报量低于6 s时能够对较大的波浪爬升极值实现准确且稳定的预报，可为海上平台运营过程中波浪砰击和越浪等风险预警提供有效技术支持.     

澳门东侧水域夏季余流及通量的时空变化特征

基于澳门东侧水域两座河口原型观测试验站夏季15 d的连续观测资料,分析了潮周期垂向平均欧拉余流、拉格朗日余流和斯托克斯余流时空变化特征的同时,将其概念推广到垂向潮汐动力影响下的分层余流分析中.研究显示,夏季澳门东侧南、北端水域整体涨落潮流态一致,南侧水域潮动力显著大于北侧;半月时段内,北侧水域潮流物质整体输移方向指向西北,南侧指向东南,拉格朗日余流流速分别为2.2 cm/s和5.1 cm/s,略小于欧拉余流.受海面西南季风影响,南、北侧水域表层欧拉余流、拉格朗日余流和斯托克斯余流流向均为东北向.潮周期垂向平均余流在洪水期指向外海侧,非洪水期北侧水域指向近岸,南侧水域指向伶仃洋河口东侧.海面风主导东南侧水域的斯托克斯漂移强度,对东北侧水域影响不明显,洪水期径流动力增强会削弱海面风引起的漂移作用;但南、北侧水域表层潮流物质输运强度和方向都与海面风密切相关.基于余流流态结合净潮通量分析显示,夏季澳门水道出口以下水域存在较为稳定的逆时针余环流,初步分析其原因主要是:珠江河口外海侧强劲的东北向沿岸流引起澳门东侧水域形成自东向西的补偿流所致.夏季,该独特的动力结构会截获上游东四口门下泄的部分水沙进...     

叠加波浪场作用下裂流三维分布特征研究

明晰叠加波浪场作用下裂流三维分布特征，有助于全面深入开展海岸裂流的演化规律和致灾机理研究.为分析丁坝、沙坝和沟槽对裂流三维特征的影响，通过对沟槽内和槽外沙坝上两个不同节点位置ADV流速测量，实验研究了有槽沙坝海岸交叉叠加波浪的裂流垂向分布.结果表明：对沟槽内和沙坝上节点断面，裂流头区域表现为靠近水表面具有较大速度的表面流特征.而对于裂流颈位置则有不同，沙坝上的裂流垂向结构变化较大，沟槽内的裂流垂向数值较为均匀.沟槽内断面的裂流垂向分布符合对数分布规律.裂流沿岸速度分量表现为上大下小的规律，但对于不同周期略有不同.丁坝通过控制近岸环流系统而影响裂流沿岸速度分量的波动特征，导致沟槽内裂流的沿岸速度分量指向丁坝方向，对距离丁坝较远的沙坝上裂流的沿岸速度分量影响减弱.     

卷积神经网络在SAR图像海面溢油检测中的应用

针对合成孔径雷达（SAR）海面溢油检测问题，采用Yolov4目标检测模型、语义分割网络（U-Net）模型、Xception预训练模型等多种卷积神经网络模型进行SAR图像海面溢油检测的模拟实验。基于一个仅有790个样本的像素为256×256的SAR图像海面溢油数据集，深入对比研究了3种SAR图像海面溢油检测神经网络模型，分析了不同检测模型在海面溢油检测中的检测效果。实验结果表明，相较于其他两种检测模型，Xception预训练模型具有更高的SAR图像海面溢油检测精度，更加适合应用于小数据集的溢油检测。     

海堤波浪溢流量的分布特征及估算方法

基于大型水槽试验结果,分析了不同海堤相对出水高度的波浪溢流量特征并进行分类;依据此分类方式,使用韦伯分布对大型水槽试验测得的波浪溢流量进行拟合,研究单个波浪溢流引起越堤流量的分布和瞬时越堤流量的分布,提出了新的经验公式。结果表明,新的经验公式与现有的方法相比提高了对波浪溢流过程中单个波浪溢流引起越堤流量和瞬时越堤流量分布的估算精度。