渤海海冰作为淡水资源：脱盐机理与可利用价值

我国北部沿海地区缺水问题十分严重,但冬季在渤海及黄海北部形成较大范围的海冰。海冰因其成冰过程中盐分大量析出而盐度很低,可能成为解决这些地区缺水问题的重要淡水资源。论文根据实地观测和室内不同盐度海水的实验分析,阐述了渤海海冰盐度变化和海水成冰脱盐过程,并采用二次成冰脱盐和离心脱盐等方法,分析了海冰经进一步人工淡化的可能性,探讨了海冰作为淡水资源的可利用价值。     

海冰的介电理论与遥感

海冰主要由纯冰、空气泡、盐水杂质和固体盐四种成分组成。文中介绍了海冰主要成分和组合状态的介电理论。海冰介电模型主要是两相态的,即纯冰-空气和纯冰-盐水杂质,根据这种两相态理论介绍了海冰的雷达探测和无源微波探测。     

基于热力数值模式的营口海域海冰单轴压缩强度分布规律

海冰灾害对冰区人类经济活动有着重要影响。本文基于2020/2021年冬季在将军石港观测的海冰温度与海冰盐度数据,结合海冰卤水体积参数化方案,给出基于海冰温度的海冰卤水体积分数评估公式;结合近67年的海冰温度计算结果,重现历年海冰单轴压缩强度演变过程,发现营口海域海冰单轴压缩强度呈减小趋势（0.0027 MPa/a）;分析海冰单轴压缩强度的概率分布,发现20世纪90年代后低强度海冰发生概率增大;评估营口海域20世纪60年代与近十年不同重现期下的单轴压缩强度,发现随着重现期的增大两个年份对应的力学强度差值也越来越大,且规范给出的重现期强度值小于上述计算结果。本文可为冰区经济活动的防灾减灾精细化管理提供科学支撑。     

辽东湾东岸海冰物理力学性质的基本特性

海冰物理力学性质研究对涉海经济活动的防冰抗冰有着重要意义。本文基于辽东湾东岸将军石港附近海域的海冰现场观测与力学性能测试，采用控制变量与统计的研究方法，分析了该海域海冰物理性质与力学性质。研究发现，冰面下10 cm位置时的海冰平均温度为-6.98℃、平均盐度为11.8、海冰密度平均值为0.892 g/cm³；冰层24 cm以上表现为粒状冰特征，24 cm以下呈现柱状冰特征。力学性质研究表明，海冰温度对粒状冰过渡区的压缩强度较为敏感，粒状冰压缩强度对加载方向不敏感，粒状冰压缩强度明显高于柱状冰；对于弯曲强度，随着应力速率的增大，弯曲强度为先增大、后减小的趋势；随着海冰温度的降低，弯曲强度峰值对应的加载速率逐渐减小；粒状冰垂直加载的弯曲强度明显高于水平加载。在此基础上，给出卤水体积分数与海冰力学强度的关系图，得出海冰力学强度随卤水体积分数的演变规律。本文工作可为辽东湾东岸海域海洋工程结构的防冰抗冰提供重要支撑。     

关于国外海冰力学性质的实验方法

目前,国外对海冰的力学性质已经做了大量的调查研究工作,其中主要是集中在海冰的抗压、抗拉极限强度和海冰的弯曲、剪切极限强度以及弹性模量和摩擦系统等方面。通过这些工作人们已经知道,影响海冰力学性质的因素很多,最重要的影响因素是冰的温度、冰的晶体结构和加载条件。海冰的密度和盐度对其力学性质也有一定影     

隔热涂料在高功率重型车辆上的应用

目的 开发一种低导热系数的功能涂料,应用于某重型车辆,以阻隔动力舱与驾驶舱之间的热量传递.方法 研究聚酯多元醇树脂与多异氰酸酯固化剂的配比、低导热系数功能填料与成膜物的配比以及两种不同粒径的空心微珠复配比例对漆膜导热系数、附着力、断裂伸长率等性能的影响,确定阻隔型隔热涂料的最佳配方.采用自制隔热测试装置对涂料的隔热性能进行测试.结果 选用多异氰酸酯作为固化剂,实现漆膜常温固化.聚酯多元醇中羟基(—OH)与多异氰酸酯(—NOC)的最佳物质的量的比为0.8～1.0,低导热系数功能填料与成膜物的最佳质量比为1.5～2.0.漆膜附着力不小于4 MPa,断裂伸长率不小于50％,导热系数小于0.06 W/(m·K),漆膜密度小于0.5 g/cm3.隔热涂层经120℃/2 h的测试,涂层冷面温度未超过45℃.结论 研制的阻隔型隔热涂料具有优异的隔热性能,在某型车辆动力舱与驾驶舱之间进行应用与隔热性测试(涂层厚度1.5～2.0 mm、车辆持续工作3 h).结果 表明,驾驶舱一侧隔板的表面温度未超过38℃,隔热效果显著.     

辽东湾多层重叠冰单层厚度的理论分析

多层重叠冰是辽东湾海冰中特有的一种冰类型，它是海洋环境动力作用的产物，本文用力学观点阐明多层重叠冰的形成机制，介绍了弹性板壳压曲破坏模型。全文包括辽东湾冰厚特点，以辽东湾海冰力学性质参数为依据的分析计算结果和结合多年海冰调查结果的讨论。     

基于海冰热力学原理的营口海域冰厚演变规律及工程应用

本文依据营口气象站1951年以来的气象观测数据,结合热力学模式HIGHTSI,重现了1951－2018年冬季（67 a）海冰的生长与融化过程。对计算结果进行分析,多年平均冰厚在2月初较为对称,多年最大冰厚约为0.24 cm。自1951年以来最大海冰厚度与平均海冰厚度的减小速率分别为0.255 cm/a和0.076 cm/a,海冰厚度随时间的演变规律为:海冰厚度越大,发生概率最大值对应的年份越早,即大于40 cm海冰厚度的最大概率发生于20世纪50年代,小于10 cm海冰厚度的最大概率发生于20世纪90年代。1951－2018年,每10年的代际海冰厚度分布概率分析结果表明,20世纪70年代为持续的常冰年冰情,20世纪90年代为持续的轻冰年,各海冰厚度的概率呈连续减小趋势;其余代际年份的冰情呈现轻冰年与重冰年的波动变化,各海冰厚度的概率呈减小-增大-减小的规律。本文定量描述了气候变化对营口冰情的影响,为海洋工程设计的海冰参数选取奠定了数据基础。     

南极春季海冰物理对叶绿素控制作用的统计分析

利用2006年南极威德尔海西北海域冬末春初的冰芯晶体结构,和302组冰芯温度、盐度、密度、叶绿素-a、脱镁叶绿素数据,以及冰底面叶绿素a垂直分布数据,进一步确定积雪/海冰厚度、冰内温度、盐度、密度对冰内和冰下叶绿素a的贡献.利用环境制约与生态平衡原理,阐明积雪/海冰厚度通过阻碍光通量对冰底叶绿素的效应,以及卤水体积通过冰温度和盐度体现对冰藻细胞活性的抑制作用.统计分析不仅确立了南极海冰冰内卤水体积-内叶绿素a的逻辑斯蒂上限含量曲线,并体现出粒状冰同柱状冰卤水排泄方式的差异及其对冰底春季叶绿素a快速增长的冰物理贡献.冰藻细胞活性指标小于0.5的仅占4.3%,该数据为南极冰藻是维持南极冰区浮游植物旺发的主导因子提供了重要依据.     

飞行器隔热瓦1200℃性能测试中接触热阻影响仿真与验证

目的 建立统一的飞行器隔热材料性能测试标准。方法 利用数值方法对飞行器隔热瓦1 200℃热环境性能测试中的传热模型进行计算。设计3种不同热导率和表面粗糙度的绝热材料隔热性能对比试验。在考虑接触面间凹凸点完全接触导热、接触间隙介质导热和相邻界面辐射传热联合作用时,能够获得与实测数据基本一致的计算结果。结果 试验证明,接触热阻是导致实测数据与理想传热结果相悖的主要原因。获得了接触热阻条件下热扩散系数随传热过程的变化关系,定量得到了相同测试条件下给定的3种不同热导率与粗糙度底部绝热材料对隔热性能测试结果的影响。结论 测试结果存在较大偏差的主要原因是表面粗糙度所致,两接触面在高温条件下更有利于热流传播。研究结果可为飞行器热防护系统设计与性能考核试验方案的确定提供重要参考依据。     

船载雷达海冰监测及预报技术在辽东湾冰区油轮外输作业中的应用

渤海的辽东湾是世界上典型的海湾结冰区,位于冰区中的石油平台油轮外输作业中,流冰连续不断地漂移、聚集形成堆积冰,给海上油轮的外输作业安全带来严重危害。本文概述了在国内首次利用船载雷达,在该湾冰区石油平台上,现场采用雷达海冰监测预报技术系统,进行遥感海冰数据源的获取,图像的解译和数值化处理,得到流冰类型、冰厚度、流冰密集度、流冰速度、方向、流冰漂移轨迹等要素。同时首次现场实时计算出雷达冰漂流场矢量图,并开展了雷达海冰数值跟踪预报,在冰区油轮外输作业中得到很好应用,为雷达技术对水体和海冰监测和预报、遥感应用新领域提供科学依据。     

极地船舶冰载荷研究方法综述

梳理了船冰相互作用时冰载荷的研究方法,从理论分析法、试验方法和仿真模拟方法三个方向进行了分类综述。首先,阐述了理论分析法中直接计算法和概率法的原理和适用性,着重论述了直接计算法分别在总体冰载荷与局部冰载荷的应用。其次,重点介绍了试验方法中的室内模型试验和实尺度实测的研究成果和进展,并指出试验方法在海冰制备、设备环境等方面的研究难点。然后,比较分析了仿真模拟方法中的有限元法和离散元法,简述了各自的优缺点与适用范围,认为有限元法在分析结构失效、断裂等过程中有一定的优势,但对冰的破碎过程的模拟则不如离散元法。最后,讨论总结了船冰相互作用时冰载荷研究方法发展趋势和存在的问题,为领域学者提供一定的参考。     

黄河口低盐度海冰与黄河冰的抗压强度

对黄河口低盐度海冰和黄河冰水平试样进行了系列抗压强度试验。由应力一应变曲线分析了半强正切模量Ｅｃ与主要影响因素的关系。试验结果表明：两种冰韧脆过渡区对应不同的应变率范围；在试验的温度范围，过渡区抗压强度σｃ１ｍａｘ和σｃ２ｍａｘ的量值接近，与辽东湾东部海冰强度相比有明显差别；Ｅｃ随应变率的变化以及过渡区Ｅｃ随温度的变化具有规律性。获得的两种冰抗压强度经验公式和半强正切模量经验公式可用于胜利油田滨海     

渤海流冰数值预报系统

随着渤海油气的开发和冰区航行的发展,石油公司和航运部门需要了解详细的渤海流冰的速度和方向。为此,国家海洋环境监测中心海冰室和国家海洋局青岛海洋预报台海冰组经过数年的合作建立了渤海流冰数值预报系统。该系统包括海冰场处理,风场处理,流场预报,流冰场预报和预报产品应用等五大部份。海冰场处理是对接收到的卫星冰图进行数学化处理,得到适用于计算的海冰厚度、密集度等初始场资料。风场处理是把预报出的气压场换算成渤海海面风场。利用流场预报模式对渤海流场进行数值预报。流冰预报场是     

微塑料对结冰过程中环境因子迁移的影响

为探究结冰过程中微塑料赋存对典型环境因子(总氮、总磷、盐度、化学需氧量、悬浮物)等分布及迁移规律的影响,采用室内模拟的方式研究不同条件下(结冰比例、结冰温度及方式、初始浓度)各典型环境因子在冰-水相间的分布及迁移规律,采用物质分配系数(K)表征环境因子的迁移能力。结果表明,结冰过程中冰体对环境因子具有排斥作用,不同条件下微塑料赋存对环境因子的分布规律均有一定程度的影响,由于微塑料自身特性致使原本应迁移至冰下水体中的环境因子部分滞留于冰体中,导致冰体中环境因子浓度的提高,为对照组冰体中环境因子浓度的1.13~1.49倍;同时使冰下水体中环境因子浓度下降,为对照组冰下水体中环境因子浓度的0.73~0.93倍;微塑料的赋存同时导致环境因子分配系数K值提高0.04~0.18,致使环境因子向冰下水体迁移的能力下降,但微塑料的赋存并未改变结冰过程中环境因子由冰体向冰下水体迁移的趋势,微塑料对于环境因子的携带作用小于冰体对环境因子的排斥作用;同时不同条件下结冰过程中微塑料对环境因子分布与迁移机理的影响均可以从结晶学角度与共晶理论得到解释。     

作用于斜坡结构物上海冰荷载的二维计算

海冰荷载是结冰海区海洋工程结构物设计的控制荷载，当结构物迎冰面具有倾斜表面时，海冰将发生弯曲破坏，从而大大降低海冰荷载值。本文针对一个单位宽度的简单斜坡结构物，分析冰板作用于斜坡结构时的破坏机理，提出基本假定，建立一个通用的二维计算模式，并对给定的工程结构物的海冰设计条件进行海冰荷载计算，给出了作用于斜坡结构上的冰荷载值。     

全国首届海冰学术讨论会在大连举行

为了交流海冰研究的科学成果和工作经验,促使我国海冰工作迅速发展,中国海洋环境科学学会、辽宁省海洋学会和国家海洋局海洋环境保护研究所于1987年8月2日至4日在大连联合主持召开了全国首届海冰学术讨论会。来自全国各地的40多位代表交流了论文28篇。 1969年渤海湾的冰封是我国冰情发展最重的一次,整个渤海湾被冰覆盖,船体被冰挤压     

基于光学视频的冰区核电海面浮冰监测与分析系统设计

随着能源需求的不断扩大,大型核电工程已逐渐向有冰海域分布。海冰是有冰海域海洋活动的首要灾害性环境要素,冰区核电站正常运行的首要问题是如何保障冷源取水不受海冰灾害影响而失效。本文根据冰区海水直接利用工程的监测需求,分析了光学视频在特定小区域海面浮冰监测中的优势,并基于海冰灾害风险评估的理论框架和信息处理流程,初步设计了冰区核电海面浮冰监测与分析系统。系统建成后,结合实时监测数据和风险评估数据库,可以快速提供冷源取水堵塞风险和预警信息,为企业和有关部门及时有效的采取防灾措施提供依据。     

作用于斜坡结构物上海冰荷载的三维计算

作用于斜坡结构物上的海冰荷载包括两部分：使冰板发生弯曲破坏的分力和使破裂冰块沿斜面上爬的分力。当结构物迎冰面的宽度小于冰的宽度时，冰与结构物之间的相互作用为三维问题。本文分析冰板作用于结构物时的三维破坏机理，建立一个通用的三维计算模式，并计算了给定的海冰条件作用于斜坡结构物上的冰荷载。     

CSSRC小型冰水池中海冰模拟与测试研究

中国船舶科学研究中心(CSSRC)新近建成了一座小型冰水池(SIMB),用于冰相关的基础研究,诸如冰模拟、冰力学性能测试以及冰与结构相互作用研究等。该冰水池主尺度为8 m（长）×2 m（宽）×1 m（深）。模型冰为低浓度氯化钠水溶液冷冻制作而成的柱状盐冰。制冷系统可精确地控制室内降温、冷冻和回温过程,制冰过程伴有冰晶播撒和微气泡控制。对一系列模型冰物理和力学性能的测量及微观结构的观测,验证了小型冰水池设计满足功能要求,为冰相关的基础研究提供了一个有效的平台。