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| 1 | 海冰盐度影响下冰水热力过程的试验研究显示文摘北极多年海冰的渡夏与冰脊形成的初始阶段均属于海冰升温的热力学过程。在卤水作用下,海冰在升温过程中需要融化内部的固态冰以达到温盐平衡。为研究海冰升温过程中盐度对宏观热力学性质的影响,本文设计了冰块试样在水中的一维浸没试验。将具有相同初始温度(-32℃)、不同盐度(0 ppt, 2.65 ppt, 12 ppt)的冰试样浸至0.2℃的淡水环境中,并测试试样内部温度场与厚度变化。试验结果表明,高盐度海冰的最终冰厚增加量超过31%,而淡水冰则仅为15%。海冰内部卤水的活跃改变了海冰的宏观比热并大幅度提高了其潜在的内能变化量。同时,将内能变化的实测结果与Schwerdfeger模型理论计算结果进行了对比。分析得出,真实环境中在海冰卤水迁移引起的盐度不均匀分布与卤水外排使得Schwerdfeger模型无法准确描述海冰升温过程中热力学性质。此外,通过对新生冰进行冰晶测试中所观测的柱状结构及晶粒尺寸特征也进一步验证了试验结果的可靠性。 | 陈晓东 王安良 Knut H?yland 季顺迎 | 2019 | 海洋通报2019，38，1： | 5 |
| 2 | 南极威德尔海冬季冰脊形拖曳力显示文摘利用2006年南极威德尔海冬季科学考察期间由机载激光高度计测得的海冰上表面形态数据,以拖曳分割理论为基础研究了冰脊形拖曳力及其对冰-气总拖曳力的贡献以及中性条件下对应10 m高度处风速的冰-气拖曳系数Cdn(10)。结果显示,在密集冰区,冰脊形拖曳力及其对总拖曳力的贡献随冰脊强度(脊高/脊距)的增大呈递增趋势,而随粗糙长度的增大而减小,对应于威德尔海冬季典型冰脊强度和粗糙长度,占总拖曳力的35%,说明了冰脊形拖曳力在冰-气界面动量交换中的重要作用。Cdn(10)随冰脊强度的增大而增大,但冰脊强度较小时,Cdn(10)随粗糙长度增大而增大;而对较大的冰脊强度,Cdn(10)则随粗糙长度增大而减小。 | 谭冰 卢鹏 李志军 HAAS Christian NICOLAUS Marcel | 2012 | 水科学进展2012，23，6： | 5 |
| 3 | 自然对流条件下冰水界面换热系数的试验研究显示文摘在冰脊的固结过程中,由于接触面积与温差的大幅提升,冰水之间的换热强度显著增强。本文通过浸没试验对自然对流条件下冰水间的换热系数进行了研究。在试验过程中,对试样内部的温度分布与体积变化分别用温度梯度测试系统与数字图像进行测量。为研究初始条件对换热系数的影响,分别采用不同初始温度与厚度的试样在瞬态热传导的环境下进行测试。试验结果表明,换热系数与表面温差呈指数增长,且在本文试验条件下的变化区间为0.3~175 W/(m2·K)。试样的初始温度及厚度并不是影响换热系数的直接因素,而其根本因素为流-固界面的边界层状态。在自然对流状态下流体的驱动条件是热胀效应,即当边界层存在温度差时,虽然外界并不存在扰动流体状态的因素,但由于液体自身温差引起的密度差进而驱动流体运动并影响了换热系数。随着边界层温度梯度的增加,边界层的影响区域扩大,从而导致了较高的换热系数。 | 陈晓东 Knut Hyland 王安良 季顺迎 | 2018 | 海洋学报2018，40，5： | 1 |
| 4 | 瞬态传热下冰的热力学过程及相变特性显示文摘冰水介质间的热传递过程广泛存在于海冰与冰川的生消演化中。对冰水间传热过程的研究有助于理解冰脊固结与冰川融化过程的内在机理。分别采用浸没试验与基于有限差分法的数值模型对热传递过程进行研究,并通过量纲分析对测试结果进行深入讨论。试验过程中分别采用不同初始温度与初始厚度的试样,并测试冰温与冰厚的变化情况。试验数据显示,在瞬态热传导过程中冰内存在明显的温度梯度,且在试验初期呈非线性分布而在中后期呈准线性分布。试样的平均温度表现出试验初期的快速升高与中后期的缓慢提升两个阶段。当试样具有较低初始温度或较高的厚度时需要更长的时间达到环境温度。冰厚的变化也同样出现快速增长与缓慢提升的两个阶段。当试样初始冰温较低或初始厚度较大时,冰厚增长量显著提高。分析结果表明,影响冰温变化的决定因素是由Fourier所表示的导热与内能之间的比值而非初始条件。冰厚的最终增长率则由表示相变的Stefan数与表示热对流的Biot数两者之间差值所决定。 | 陈晓东 王安良 Knut H?yland 季顺迎 | 2018 | 水科学进展2018，29，4： | 1 |
| 5 | 冰脊形成过程的离散元模拟及影响因素分析显示文摘冰脊对极地船舶及海洋工程结构的冰载荷设计及冰区安全运行具有重要的影响,其几何形态是重要的考虑因素。为研究冰脊的几何形态,本文基于Voronoi切割算法构造扩展多面体海冰单元,并使其相互冻结形成平整冰;采用离散单元法模拟海冰在相向运动时挤压形成冰脊的动力过程,统计分析脊帆高度、龙骨宽度、龙骨深度、龙骨水平倾角等主要几何参数,并确定这些几何参数间的对应关系。将离散元模拟结果同冰脊现场观测资料对比分析以验证扩展多面体离散元方法模拟冰脊形成过程的可行性。在此基础上讨论冰厚、冰速、海冰强度等因素对冰脊形态的影响。本文采用离散元方法对冰脊形成过程及几何特性的数值分析可为深入开展冰脊的形成机理及其对船舶、海洋工程结构物的冰载荷分析提供参考依据。 | 朱红日 张普然 刘璐 季顺迎 | 2022 | 海洋通报2022，41，6： | 0 |
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