摘要：使用流体旋转平台模拟流体旋转与直行两种运动以及它们的合成运动。同时设计配置多个不同坐标系进行多角度流体观察与物理量测量。这些实验不仅从定性和定量两方面对属于虚拟力的地转偏向力原理进行了验证,还通过各类实验参数的调试对比与记录,扩展了旋转平台的科研功能。关于不同旋转速度`不同水深以及非均匀水深的系列实验结果均显示了地转偏向力的效应,反映了地转偏向力对实际大气及海洋系统运动特征与规律的影响。

摘要：为求解三维水动力模型的高精度数值计算,设计了一种在曲线坐标系下求解的新方法.对ξ,η和ζ共3个方向的空间导数分别采用高精度的紧致有限差分以及非线性项的迎风紧致有限差分格式,时间积分则采用四阶修正Runge-Kutta显式格式.为了验证该算法求解曲线坐标系下三维水动力模型的正确性,选取与De Vriend的180°弯道水槽试验相同的物理参数进行数值试验,计算出水位、流速分布等,并将计算结果与De Vriend的试验值以及先前采用SIMPLEC法获得的数值结果进行了对比分析.结果发现:文中创建的高精度算法获得的数值解比SIMPLEC法计算的数值结果更符合试验值,通过算法定量计算得到的平均速度值与试验测量值之间产生的最大相对误差约为3%.说明构建的高精度紧致有限差分算法来数值求解三维水动力问题是可行的、合理的,为天然河道、明渠以及湖泊等水动力计算提供参考依据.

摘要：高频地波雷达可以提供沿岸大面积海表流的观测,但单个地波雷达只能提供径向流观测。本研究发展了一套二维变分(Two-Dimensional VARiational Method,2DVAR)数据融合方法,将台湾海峡海域的地波雷达径向流数据与ROMS(Regional Ocean Model System)模式输出结果进行融合,得到一套较好的融合产品。结果显示,融合产品与雷达径向流的平均相对误差相较于模式输出与雷达径向流的平均相对误差由9.70%降低至1.54%。为进一步检验融合方法,设计了两种独立样本试验。试验一将雷达径向流按空间均匀划分为融合样本与独立样本,使用雷达融合样本与模式输出进行融合,此时融合结果的平均均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)相较于模式输出由0.41 m/s降低至0.19 m/s。试验二将雷达径向流和模式输出在空间上都均匀划分为融合样本与独立样本,对两种数据的融合样本进行融合,使用TC(Triple Collocation)方法估计模式输出、雷达观测与融合结果的误差方差,此时融合结果的平均误差方差最小,且其误差方差相对于独立的雷达径向流与模式输出在远岸处有明显减小。以上结果都表明融合数据更加接近实际海流,证明了2DVAR方法融合海表流的有效性。

摘要：中法海洋卫星(CFOSAT)微波散射计是国际上第一个旋转扇形波束体制散射计,通过优化雷达观测几何实现对地面目标多角度和多方位的高精度测量,提高海面风场、土壤湿度和海冰面积等地球物理参数的反演精度.根据CFOSAT卫星2018年10月发射以来的在轨测试数据,结合散射计系统特点,分析验证了星上定标数据和后向散射系数反演结果的正确性,并对CFOSAT首批科学数据进行了定量分析和系统评价.结果表明,CFOSAT散射计在轨工作状态良好,实际性能与设计预期一致,风速测量精度优于1.5 m·s-1,风向测量精度优于15°,空间分辨率可达12.5 km,在近岸风场监测、土壤湿度遥感和海冰面积估计等应用领域具有独特的优势.

摘要：为了获取北极海冰融化速率以及侧向剖面的声-光反射特征,文中设计了一种基于超声波传感器的水下测距系统。该系统通过RS485总线与水下超声波传感器传递数据,利用SD卡存储数据并通过SBD数传终端上传数据至绑定邮箱。文中首先了介绍了仪器的设计原理、硬件设备以及软件系统,随后在封闭实验室环境下进行了水下测距实验,其最大误差为5 mm,与实际测量值相比具有良好的一致性。为了验证系统的性能,在融冰期的乌梁素海区域进行了水下测距实验,并与人工实测距数据比较,实验结果表明,超声波水下测距平均绝对误差为14 mm,符合实际应用要求。

摘要：传统环境微生物教学因授课方式、设施、经费等因素的限制,与学科发展有所偏离。信息技术发展推动了虚拟仿真实验平台的建设,提供了新的解决方法。学生可通过平台进行课程预习和复习,有很强的自主性。教师可在平台上解答疑问,掌握学生学习情况,有效地将课堂进行了延伸。平台设计要对学习素质差异性做充分考虑,符合学习思维习惯,需要设计者与使用者的高度参与。虚拟仿真平台只是教学过程的补充,实际操作仍是培养的重点。

摘要：基于淮河流域梅雨期低涡暴雨落区及低涡移动路径的统计特征,设计WRF数值模拟方案,研究大别山脉对浅薄低涡及其暴雨的地形强迫机制。结果表明:1)在三组数值试验中,无山脉时低涡东移速度较快,北绕山脉路径较慢,翻越山脉的移速居中;无大别山地形时,低涡路径明显偏南,显示低涡具有沿低地移动的特征;大别山地形倒置时,大尺度山体的出现迫使低涡北绕,路径更偏北。2)低涡反气旋式北绕,抵消和减弱了低涡强度;无山脉时,低涡强度由自身系统维持,强于北绕低涡;翻越山脊的低涡经历位涡守恒过程,山后强度几乎成倍增强。3)山脉梯度大,其强迫抬升作用大于低涡系统性抬升,两者叠加造成垂直上升速度增强近1倍。4)山后总涡度增强主要表现为低层涡度平流项、扭转项和散度项的明显增强,其增量可达1倍,但中层因子的影响不显著。5)强降水雨带发生在低涡偏东气流和偏南急流的汇合处,表明淮河流域暴雨低涡北部为强降水预警区。6)山脉通过对低涡东移路径的强迫,进一步影响暴雨强降水带的南北偏移。

摘要：基于TRIZ理论对实验室废钠处置的难题进行了分析。采用IFR(Ideal Final Result)理想解分析法、因果轴分析法、矛盾矩阵法找到矛盾根源,利用系统与环境中的资源,提出了实验室低成本处理废钠的方法。在反应体系中引入密度较小的惰性液体煤油以隔绝空气,并控制反应过程使钠和水间歇反应,缓慢释放热量,采用该方法只消耗水而不产生新的有机污染物质。设计了简单的反应装置,还应用小人法分析了钠的消解过程和安全性能。使用该装置可以安全又方便地消解金属钠,从而解决了实验室废钠处置的难题。