半空间多层各向异性介质的面波频散方程

将地球物理学中各向异性研究的前沿课题同半空间面波问题结合在一起，用有限元方法建立了半空间多层各向异性介质的面波频散方程；同时，对该频散方程的有关问题进行了讨论，本研究对于勘探地震学和工程勘查具有理论意义和应用价值。     

大气低频振荡的水平波状结构的理论解释

本文把慢变介质中波动的传播理论应用于正压大气中传播的Rossby波。慢变介质与域的球面性和基流的纬向结构有关。得到了波射线路径方程,导出了波作用密度守恒关系和波动能量密度变化方程,这与观测结果是一致的,并给出了低频振荡水平波状结构的简单解释。     

罗普勒效应的相对论方程

罗普勒效应是各种波都有的一种重要现象。本文就光波的罗普勒效应的相对论方程作以推导。我们知道在声波的罗普勒效应中,对于一定的声速V,如果声源或收听者相对于介质(如空气)运动,或两者都相对于介质运动,这时收听者接收到的频率f′和声源的频率f_0是     

固体连续介质中地震波微分方程式及其有限单元法数值解

根据波传播问题的变分原理导出了固体的速度连续变化介质中地震波微分方程式,这是一个非线性的二阶微分方程组。在一般情况下,不能将此方程组分解为纵波波动方程和横波波动方程,该方程组也没有准确的解析解。本文讨论了方程的几种简化情况。当介质中速度垂直梯度很小,且波的传播方向接近于垂直方向时,介质中的弹性波可以分为纵波与横波,并能满足常用的变系数波动方程。介绍了连续介质中地震波微分方程组的有限单元法数值解。对泊松体和速度随深度变化的垂直不均匀介质设计了具体计算模型,分析了数值计算结果。初步试算结果表明,所述理论和方法是正确的。     

耗散弱起伏随机介质中的侧面波脉冲传播：Ⅱ.互相关函数

本文利用Born近似,并矢格林函数,富里埃变换和高频窄带近似等方法得到了耗散弱起伏随机介质中无线电通信相干侧面波脉冲传播的理论公式。瞬态相干侧面波脉冲波的互相关函数解析表达式亦被导出,数字计算表明,本文所得结果与前人的工作一致。     

VTI介质修正声学近似qP波波动方程与模拟

各向异性介质中纵横波通常耦合在一起传播,纵横波解耦是地震波传播理论研究的重要内容。经典的声学近似通过设置垂向qSV波速度V_S0为0来解耦qP波场,但是存在退化qSV波等问题。本研究将垂向qSV波速度V_S0考虑成波数k_x、k_z和各向异性参数ε、δ的函数,对声学近似进行修正,推导了VTI介质修正声学近似qP波频散关系和波动方程。VTI介质修正声学近似qP波波动方程包含椭圆项和非椭圆项两部分,因此采用混合有限差分/伪谱算法进行求解,即采用有限差分法求解椭圆项、伪谱法求解非椭圆项。频散关系分析和数值示例表明,基于修正声学近似的qP波波动方程不包含退化qSV波,是纯qP波方程,与弹性波方程模拟结果吻合较好,且具有较高精度;该方程在ε≥δ和ε<δ的VTI介质中均是稳定的,并且精度高于声学近似模拟结果。     

基于时频误差分析法的随机介质波场特征分析

设计了含裂缝的随机介质模型和含随机介质的复杂盐丘构造模型,基于声波方程有限差分法,进行了波场快照及共炮点地震记录模拟;利用连续小波变换的时频误差分析方法,分析了与所给模型相同构造的各向同性介质模型的地震记录的时频振幅误差;统计分析了各道地震记录的时频特性,所得结果与利用连续小波变换的时频误差分析法吻合较好.表明时频误差分析法能为研究随机介质波场特征提供一种可行的思路.     

双相组分孔隙介质波场数值模拟

孔隙介质理论的研究以往常用试验分析方法,本文详细介绍了双相组分孔隙介质理论,基于宏观上等效的一系列体积分数加权平均组分分量方程,得到双相组分孔隙介质整体弹性矩阵与所有组分弹性矩阵之间的体积分数及耦合系数加权关系,得出各弹性参数的表达式;结合弹性波动力学中的Cauchy、Navier和本构三个方程,得到弹性波在等效后的组分孔隙介质中传播满足的波动方程,应用交错网格有限差分法求解该波动方程;采用不同孔隙度双相组分孔隙介质模型波场数值模拟,精确得到了混合波场;总结了双相组分型弹性孔隙流体介质中地震波传播的特点和规律。     

流体饱和度对Rayleigh波传播影响研究

基于三相孔隙弹性介质理论,本文推导出两种不相混的、黏性的、可压缩的流体饱和孔隙介质Rayleigh波控制方程解析解.该Rayleigh波沿着孔隙介质自由的、可渗透的表面传播.Rayleigh波频散方程解析表达式为三次多项式方程.求解频散方程的结果表明,该种介质存在三种类型的Rayleigh波（分别标记为R1,R2和R3）.在一定的频率范围内（1Hz-1 MHz）,本文数值研究了含水饱和度对三种Rayleigh波传播特性的影响.数值结果显示,孔隙介质的含水饱和程度对三种面波的传播速度和衰减有明显影响.三种面波在传播方向（x方向）和垂直于传播方向（z方向）上均存在振幅衰减.R1波传播速度最快,R3波居中,R2波最慢.R1波传播中衰减最小,R2和R3波次之,且R2和R3波随含水饱和度和频率的变化趋势基本相同.     

二级非线性光学效应的磁性研究

光在介质中传播时，由于光电磁感应的作用，介质产生电极化和磁化现象．本文从麦克斯韦方程出发，推导出二级非线性光学效应的磁化波耦合方程．     

饱和多孔弹性材料中加速度波的传播

讨论多孔介质中加速度波的传播问题,采用Ｂｏｗｅｎ的模型描述由线弹性可压缩固体骨架和可压缩流体组成的饱和多孔介质,并且本文将孔隙度的演化修正为与固体和流体速度的散度相关联。然后用改进的控制场方程研究两相多孔介质中加速度波的传播,结果表明在该种介质中存在两种加速度波。最后考察了均匀弱间断情况下加速度波的波幅演化规律。     

横观各向同性介质中弹性波的交错格式差分解法

基于应力、速度混合变量弹性波方程及广义胡克定律，给出了一种横观各向同性介质中弹性波计算的高精度交错格式差分解法；本方法可适用于高泊松比材料，数值稳定性较好．均匀和非均匀横观各向同性介质中弹性波传播的数值模拟表明，本文方法计算耗时少、精度高，可有效地模拟复杂各向异性介质中弹性波的传播     

横观各向同性介质中弹性波的并错格式差分解法

基于应力，速度混合变量弹性波方程广义胡克定律，给出一种横观各向同性介质中弹性波计算的高精度交错格式差分解法；本方法可适用于高泊松比材料，数值稳定性较好，均匀必非均匀横观各向同性介质中弹性波传播的数值模拟表明，本文方法计算耗时少，精度高，可有效地模拟复杂向向异性介质中弹性波的传播。     

激活介质中孤立波的放大与衰减

描述激活介质中非线性波传播的控制方程是含微扰的KdV方程.本文利用新的直接微扰方法详细研究了在不同微扰作用下的KdV方程,从而得到了在不同微扰作用下孤立波的幅度和速度随时间的变化规律.为了比较,最后还给出了一些数值模拟结果.     

离子声波方程的显式行波解

采用约化摄动法将离子声波方程化为kdv方程,引入一个新的变换,并选取准确的试探函数形式,可简捷获得kdv方程的孤子解及离子声波方程的孤波解,所得结果与已有结果完全吻合.该孤波解揭示了波的振幅、波速以及孤子宽度之间的相互关系.     

基于同伦分析法的一类KdV-Burgers方程的近似解

同伦分析方法是解决非线性初值问题近似解的一种非常有效的方法。文章利用同伦分析方法求一类非线性KdV-Burgers方程的近似解,并将所得结果与已有方法所得结果进行比较。研究表明,同伦分析方法不仅计算简单而且结果精确,故同伦分析方法是解非线性KdV-Burgers方程近似解的一种行之有效的方法。     

柱状多层准弹性介质包围的固体圆柱中声波场的理论分析

本文处理圆柱状(任意)多层介质中弹性波的传播问题,采用与文[1]相同的物理模型和=维FFT算法,给出了任意层数柱状准弹性介质中全波声压波形的计算方法和程序。所得结果与实际情况符合较好。     

研究均匀损耗介质中声波传播特性的一种新方法

本文引入两个与声衰减有关的介质参量,定义了声传播系数;导出了具有粘滞性衰减和导热性衰减的均匀介质中的声波波动方程;分析了频率和介质参数对声波衰减、相移及声速的影响,所得理论结论能较好地解释有关文献的实验结果.     

基于组合场积分方程的表面离散化边界方程法

表面离散化边界方程法是最近被提出的分析电磁散射问题的数值方法,论文基于组合场积分方程的表面离散边界方程法,分析了二维导体的电磁散射问题.数值计算结果表明:对于TM波,基于组合场积分方程的表面离散化方程与基于电场积分方程的表面离散边界方程法的精度和收敛速度相当,然而对于TE波,前者则具有更高精度和更快的收敛速度.     

共振吸收介质中含时间的简并四波混频理论

本文理论分析了在共振吸收介质中光波电场(振幅)与时间有关的简并四波混频,得到了耦合波方程的精确解。发现在介质中,信号光和探测光的光波电场不仅是时间的函数,而且其空间分布也发生了变化,进而得到在介质入射面处的反射率R和在出射面处的透射率T的表达式。