高风速下拖曳系数的衰减程度及其对台风浪模拟的影响研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    41106014
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    28.0万
  • 负责人：
    史剑
  • 依托单位：
    中国人民解放军陆军工程大学
  • 学科分类：
    D0601.物理海洋学
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

研究表明，目前海浪模式模拟的台风浪要素值存在偏高的现象，这是由模式中海面拖曳系数在高风速时被高估造成，观测和研究指出海面拖曳系数在高风速时发生不同程度的衰减，且衰减程度与飞沫水滴的生成过程密切相关，因此，需要从飞沫生成函数出发，研究飞沫水滴使高风速下拖曳系数发生衰减的程度，进而分析这种衰减程度对模拟台风浪的影响。本项目旨在通过合理的资料分析和理论推导，完善考虑风和浪共同作用的飞沫生成函数，建立高风速下受飞沫衰减作用的拖曳系数关系式，阐明高风速下飞沫水滴使海面拖曳系数发生衰减的程度，并将该拖曳系数关系式运用于第三代海浪模式WAVEWATCH III (WW3)的风能输入源函数中进行台风浪模拟，揭示拖曳系数的衰减程度对台风浪模拟的影响。这些工作不仅能帮助我们理解极端天气条件下飞沫水滴对海面动量传输的影响，同时也为完善台风浪模拟的研究奠定基础。

结项摘要

本项目考虑海浪状态的影响，推导了由气泡产生的飞沫水滴的生成函数，基于现有理论构建了适用飞沫水滴尺度半径1-500μm的飞沫生成函数，将该飞沫生成函数用在改进的飞沫通量计算公式中进行飞沫动量通量的计算，发现本项目提出的飞沫动量通量计算公式对海浪状态具有较强的敏感性，能够清晰地表达海浪状态对飞沫动量通量的影响，说明本项目提出的飞沫动量通量公式能够运用于各种海浪状态条件下的飞沫动量通量计算。.本项目利用收集到的中等风速下的实验室和外海测量数据，分析海面拖曳系数与四个风浪参数（波龄、波陡、风海雷诺数RB和RH）的关系，通过对比发现风海雷诺数RB能够很好的描述海面拖曳系数的变化。.在提出的中等风速下海面拖曳系数以及飞沫动量通量计算公式的基础之上，得到了新的能够适用于高风速的海面拖曳系数。分析表明，该海面拖曳系数考虑了飞沫水滴、波浪状态的共同影响。通过与实验室和外海观测的高风速下海面拖曳系数值的对比，发现在不同波龄条件下本项目提出的海面拖曳系数关系能够很好的将测量值覆盖，这说明本项目提出的高风速条件下的海面拖曳系数关系式是可靠的。.基于海浪模式WAVEWATCH III，将本项目推导出的高风速下的海面拖曳系数代入其中进行台风浪模拟，并与模式中默认方案的计算结果进行比对，指出拖曳系数对台风浪模拟的影响不可忽视，不仅降低了台风中心附近的有效波高，而且还使得台风中心附近的海浪谱形发生了改变。利用浮标数据对模拟的真实台风浪波高进行验证，结果显示利用本项目提出的高风速下的拖曳系数能够较好的模拟真实台风浪。

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（3）
专利数量（0）
台湾海峡及近岸区域精细化海浪数值预报系统
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    海洋预报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    冯芒;张文静;李岩;史剑;蔡丹
  • 通讯作者：
    蔡丹
驱动大洋海浪模式的两种海面风场对比分析研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    海洋预报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    邓波;史剑;蒋国荣;唐建;宋学儒
  • 通讯作者：
    宋学儒
西北太平洋波候与大气涛动的联系
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    海洋学报(中文版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李靖;周林;马卫民;史剑;张涵斌
  • 通讯作者：
    张涵斌
太平洋海浪场时空特征分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    海洋科学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李靖;周林;郑崇伟;韩晓伟;陈晓斌;LI Jing1,2,ZHOU Lin1,2,ZHENG Chong-wei1,3,HAN Xiao-wei1,4,CHE;2.The People’s Liberation Army for Ocean Environment;Nume;3.12 Unit,NO.92538 Army of People’s Liberation Army,Dalian 11;4.The hydro meteorological Center of troop 92858 Ar
  • 通讯作者：
    4.The hydro meteorological Center of troop 92858 Ar
高风速下海洋飞沫水滴对拖曳系数的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Acta Physica Sinica
  • 影响因子：
    1
  • 作者：
    史剑;周林;杨隆颖
  • 通讯作者：
    杨隆颖

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其他文献

不同固结路径温州黏土固有不排水强度性状试验研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    岩土工程学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    史剑;钱森;曾玲玲;洪振舜
  • 通讯作者：
    洪振舜
风浪状态对海面拖曳系数的影响
  • DOI：
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  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    海洋湖沼通报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    赵栋梁;史剑
  • 通讯作者：
    史剑
海浪混合作用对热带海洋海表面温度模拟的影响
  • DOI：
    10.11978/2016129
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    热带海洋学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘子龙;史剑;蒋国荣;肖林
  • 通讯作者：
    肖林
慢性移植性肾病大鼠脾脏中辅助性T细胞和B细胞免疫状态的研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    现代生物医学进展
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    史剑;谈春业;刘锦波;何小舟
  • 通讯作者：
    何小舟
台风过程中浪致 Stokes 漂流对海洋上层温度影响的数值模拟
  • DOI：
    10.11693/hyhz20190600114
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    海洋与湖沼
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    史剑;朱超;刘经东;刘振宇
  • 通讯作者：
    刘振宇

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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