海岸和近海工程国家重点实验室近期研究工作简介

1 实验室概况 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室于1986年由国家计委批准筹建,1990年通过国家验收后被批准正式对国内外开放.1994年与1997年两次通过了国家计委委托国家自然科学基金委组织的评估.现任实验室主任王永学教授,实验室学术委员会主任由我国著名海岸工程专家邱大洪院士担任.实验室现有水利工程、土木工程两个一级学科博士点和博士后流动站,其中港口、海岸和近海工程与水工结构工程两个二级学科为国家重点学科和"211工程"建设重点学科.

海岸和近海工程国家重点实验室近期研究工作简介

1实验室概况 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室1986年由国家计委批准筹建，1990年通过国家验收后被批准正式对国内外开放．1994年、1997年和2003年3次通过了国家计委／科技部委托国家自然科学基金委组织的评估．现任实验室主任董国海教授，实验室学术委员会主任由中国工程院院士，国家设计大师，海岸动力及海岸工程专家谢世楞担任．实验室现有水利工程、土木工程两个一级学科博士点和博士后流动站，其中港口、

生态型港口海岸防护块体Coastalock的研究与工程应用

在积极稳妥推进碳达峰、碳中和的社会大背景下,针对传统的海岸防护结构无法满足应对气候变化、生物多样性、绿色低碳发展等凸出矛盾,通过大量文献调查研究,介绍一种基于仿生学的新型防护块体Coastalock解决方案,并进行有关物理模型试验及工程应用验证。结果表明,该块体具有较好的稳定性及消浪效果,适用于大部分海岸情况,其碳封存和生物多样性效果显著,有助于港口与海岸工程建设应对气候变化。

绿色基础工程虚拟仿真实验项目的构建与应用

基于C#语言、CLIPS专家系统开发工具等方法,运用WPF等技术构建绿色基础工程三维虚拟仿真模型,开发绿色基础智能选型及全过程施工虚拟仿真实验项目;系统介绍虚拟仿真实验项目的基本架构、主要功能模块、操作方法与步骤等的构建与应用,归纳总结了其特色与创新。教学项目设置反馈机制,通过人机交互实现信息的及时反馈,解决基础工程教学实践化水平低、实践教学成本高等问题;提升学生的绿色发展意识和绿色创新能力,树立学生绿色环保的设计理念和意识。

天然冰侧向融化速率的实验室试验研究

为了连续观测天然冰侧向融化的物理过程,利用冬季现场采集的天然冰样,在低温实验室内模拟了无辐射、静水的纯热力学试验条件,开展了不同尺寸、不同水温条件下的天然冰样融化试验。根据试验结果,分析了冰样侧向边界形状变化的过程和影响侧向融化速率的因素。结果表明,融化过程中冰样局部内凹,冰厚变薄,且越靠近底层侧向融化量越多。冰厚和直径越大,融化速率越小,因为冰厚和直径的增大使得冰样需要吸收更多由水体传输的热量,导致水温下降从而减缓了冰的融化;冰密度越小,融化速率越大,原因是水体渗入冰内非封闭孔隙或卤水通道加快了冰的融化。对冰样侧向融解潜热通量与冰-水侧向接触面积和孔隙率关系进行拟合,曲面体现出冰样与水的侧向接触面积越小、孔隙率越大时融化速率越大的特点。冰样形状特征的改变也会使其对热力作用的响应发生变化,四种不同冰样形状的融化试验结果显示,侧向融化速率从大到小依次为直角三角形、圆形、梯形和方形。

全球气候变化对我国海岸和近海工程的影响

全球气候变暖导致北半球中高纬度海冰冰情变化、海平面上升以及台风和风暴潮等自然灾害强度和频率加大等事件的发生。在全球气候变暖的大背景下,我国渤海和北黄海的冰情持续偏轻,2006年中国海域平均海平面上升速度高于全球水平。从我国海岸和近海工程安全与未来规划和建设的角度论述了全球气候变化及其伴生事件可能带来的各种影响,并提出了相应的应对措施。

海洋工程虚拟仿真实验室建设与实践

从高校实验教学改革的实际需求出发,开展海洋工程虚拟仿真实验室建设,解决了传统实验教学面临的困难。结合海洋工程虚拟仿真实验教学平台的建设经验,介绍了虚拟现实系统的设计原则和构建方案,探讨了虚拟仿真建模技术和漫游交互实现。虚拟仿真实验室在本科实验教学中的应用,实现了实验教学模式和方法的创新,取得了良好的教学效果。

21世纪海岸和近海工程的发展趋势

21世纪人类对海洋的开发利用将进入一个空前迅猛发展的时代,同时也给海岸和近海工程的发展带来前所未有的机遇与挑战。对下一个世纪人类在海洋能源开发、海洋空间利用及海洋工程防灾减灾方面所依赖的海岸和近海工程的发展趋势,结合我国的国情进行一些探讨。

代理服务器在重点实验室局域网中的应用与研究

随着中国教育科研网的深入发展，高校的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ建立已由校园网进入各院、系、实验室，如何实现Ｉｎｔｅｒｎｅｔ快速访问，节约ＩＰ地址，提高网络的安全等是网络技术发展的重要内容。本文就代理服务器在局域网中的应用与研究进行了阐述，着重就防火墙问题、透明代理技术等方面进行了研究。

解析试函数单元的非线性化及工程应用

解析试函数单元将弹性控制方程的解析解引入到单元位移场中,导致位移场与弹性参数相关,限制了其在弹塑性分析中的应用。该文提出了构造解析试函数单元的弹性参数保持常数的策略,使其适用于弹塑性分析。通过土柱弯曲的弹塑性分析结果表明:用于构造解析试函数单元的弹性模量的取值对计算结果没有影响;泊松比的取值对结果影响较大,而当其与材料弹性泊松比一致时精度较高,计算误差小于等参单元、比例边界有限元和非协调元。将解析试函数单元的非线性化方法应用于大开地铁的震害模拟,结果表明:在自由度较少的情况下,非线性化解析试函数单元的模拟结果更接近实际震害,具有良好的应用前景。

基于OBE理念的海洋工程地质虚实结合实训教学探索

海洋工程地质是土木工程、地质工程等本科专业基础课,探索课程的实训与实践教学体系是新工科建设和“一流学科”建设的重要内涵之一。基于成果导向教育(OBE)理念,按照“学生为本、目标导向”的教学思路,开展“反向设计、正向实施”和“虚实结合”等教学模式改革与创新。以工程单位对该专业毕业生的需求为目标导向,重新设计海洋工程地质的课程目标与内容设置、教学形式与方法,以及多元化能力考核与评价等环节,校企合作、协同发展,提高教学质量、激发学生创新创业能力,共建海洋工程地质实践基地的新模式。

冰–水侧向融化过程的实验室试验研究

为了探究冰层侧向融化过程,定量分析影响冰层侧向融化的主导因素,在低温实验室水槽内实施了浮冰融化实验。同步测量了冰底面和表面生消过程、浮冰侧向融化过程,同时记录了实验室气温、冰样内部不同深度处的冰温及开阔水域不同深度处的水温,利用相关分析方法研究了不同要素之间的关系及其对浮冰侧向融化速率的影响规律。结果表明,融冰前期冰样内部不同深度处的侧向融化缓慢且均匀,平均融化速率为0.05 mm/h;融冰中后期不同深度处的侧向融化速率显著增加且不再均匀,平均融化速率为0.15 mm/h。平均侧向融化速率与气温的相关系数较好(r=0.82),优于其与平均水温(r=0.74)和水–冰温度差(r=0.48)的相关系数。建立侧向融化速率随温度(气温、水温)和深度变化的定量关系,可以准确描述浮冰侧向融化过程的非均匀性。同时验证了进行非均匀性侧向融化试验技术的可行性,为更加接近北极真实情况考虑风速和光源条件的海冰试验奠定了基础。

实验室尺度下海岸水底地形线性不稳定性分析

采用地形线性不稳定理论对实验室尺度下的平坡地形、下凹地形和沙坝地形三种海岸水底地形进行了不稳定性分析,讨论了不同海岸地形形态可能发生的不稳定性所导致的海岸地貌形态,以及在实验室条件下实现这类地形不稳定性演化的可能性。研究中波浪为正向入射,考虑了不同波高和周期对于海岸地形不稳定性增长率和波长的影响,并给出了相应的地形不稳定模式的特征,包括沿岸波长、增长率和e折叠时间,以及对应的地形形态,后者对平坡和下凹地形表现为横向沙坝,对沙坝地形表现为大波高时的裂流沟槽系统和小波高时的韵律型海岸。

海岸带波浪破碎区污染物运动的实验研究

由于波浪在岸滩上的演化、破碎使得污染物在海岸带的运动规律变得十分复杂。通过实验模拟,研究了缓坡海岸(坡度为1∶100和1∶40)波浪破碎区污染物的运动规律,给出了不同时刻污染物在该区域的运动变化趋势。讨论并分析了在斜向规则入射波、不规则入射波及不同入射波波高作用下污染物在沿岸波浪破碎区域的运动变化方向和相应的运动范围分布规律。给出并分析了近岸波浪破碎区域污染物运动分布规律。

基于B/S模式的实验室设备管理系统的设计与实现

该文探讨了当前高校国家重点实验室设备管理面临的问题,提出了利用计算机网络信息技术,建立智能化、信息化的创新实验室设备管理模式的解决方法。介绍了基于B/S模式的设备管理系统的系统架构、设计思路、功能模块和开发模式。该系统的应用,有效提高了实验室设备管理水平和效率。

浮冰界面融化速率参数化方案的实验室研究

融冰季节时天然浮冰表面、底面和侧向融化共存,三者融化速率是底面大于侧向,侧向大于表面。而且浮冰尺寸越小,侧向速率占比越高。为了解决将小尺度浮冰块尺度指标计入融化参数化方案,在低温环境实验室无辐射、无流速、控制气温和水温条件下对天然海冰和人工冻结淡水冰的圆盘试样,开展了不同初始水温和不同初始直径的圆盘试样融化过程实验,获得了圆盘试样直径、厚度和质量融化过程。依据这些实验数据,构建试样直径厚度比这一新指标,通过物理分析和数学统计手段,建立了海冰和淡水冰试样表面、底面融化速率同温度梯度,侧向融化速率和温差以及直径厚度比的关系式。这些关系式能够应用于天然直径100 m范围内浮冰的融化参数化方案,期望能解决北冰洋海冰和入海口近岸淡水冰夏季融化季节能量和质量平衡数值模拟的需求。

渤海低温和结冰条件下溢油基础理论实验室研究规划

介绍渤海冬季海洋环境条件和渤海沿岸和海上油气开发、运输原油的基本特点,阐明渤海低温和结冰时原油和燃料油溢出后清理的难度、我国在此方面的初步研究现状,此基础上提出的渤海低温和结冰条件下溢油研究方向.根据渤海未来油气开发规划和国际上冰区溢油方面近期研究成果,规划了低温环境实验室溢油基础理论研究的具体内容,并且简单介绍实验室研究的进度设计和未来合作研究的意向.

单向不规则波群的实验室模拟和分析

文章基于改进的波包谱经验公式,建议了单向不规则波群的数值模拟方法,模拟实例表明,只要给定波要素及描述波浪群性的高度特征参数和长度特征参数,即可通过此波包谱方便地模拟出同时满足给定高度和长度两方面群性特征要求的不规则波群。在此基础上,给出了在水槽指定位置处产生不规则波群的造波板控制信号计算方法,在实验室成功地模拟了同时满足频谱及群性要求的波浪。此外,分析了波浪在传播过程中群性的变化,结果表明,在进行考虑波浪群性的物理模型实验时,不同于一般随机波浪的实验,需在指定位置处产生满足模拟要求的波浪。

基于MM5模式的大连近海地区风能资源评估

利用MM5中尺度气象模式和美国国家环境预报中心提供的1°×1°再分析初始场资料,对大连近海地区的风场进行了网格距为3km的高空间分辨率数值模拟,模拟时段为2000年全年.通过对比3个气象站风速的数值结果与站点观测结果,验证了该模式的有效性.对MM5模式的输出结果进行了后处理,得到了大连近海地区的年平均风速、年平均功率密度和年可利用时间等评估参数的等值线图,对大连市近海风能资源分布情况进行了分析.结果表明,大连近海地区风能资源较为丰富,具有较大的开发价值.

三维激光扫描技术在海岸地貌演变实验中的应用

该文研究了海岸地貌演变实验的大尺度地形模型测量面临的问题,提出引入三维激光扫描技术进行大范围地形快速高精度测量的解决方法,介绍了三维激光扫描技术以及点云数据处理和分析方法。通过开展海岸演变模型实验,利用自主开发的点云数据处理软件得到等高线、剖面图、侵蚀量等实验结果。该技术的应用大幅提升了水动力动床模型测量工作效率和结果可靠性。