非均匀层状介质中感应测井响应的新型计算方法

数值模式匹配（NMM）法是电法测井数值模拟的有效方法，但是由于其在解析部分要推导反射矩阵和透射矩阵公式，因而比较烦琐。以非均匀层状介质中感应测井为例，探索了径向上数值、轴向上解析数值模式匹配理论，并对解析部分进行了改进，即应用电场强度和磁感应强度在界面的连续性条件推导出了上行波和下行波的递推关系，并提出了界面转换阵的概念。其思路简单，具有更加明确的物理意义。易于编程实现。经对比，新算法的数值模拟结果与原来的NMM方法和有限元方法（FEM）的计算结果是一致的。而且，这一思想同样适用于电极型测井方法的数值模拟．对于精确反演也具有首要意义。     

电阻率测井三维模式匹配法中的平面数值分析

在地层非轴对称条件下建立了新型的坐标系,详细介绍了计算电阻率测井响应的三维模式匹配理论.在井轴与地层法线所形成的平面上用数值方法计算,与此面垂直的方向上用解析方法计算;详细推导了平面上的偏微分方程及其相应的等价变分问题;选定平面三角形基函数作为型函数,确定了单元方程和单元矩阵;给出了网格划分方法及其总体矩阵的安装方法;最后通过求解广义特征值问题完成了平面二维区域的数值分析.结果表明,在均匀介质中,新方法的数值结果与解析分析的结果是一致的,精度也得到了保证,验证了平面数值分析方法的正确性,为进一步完成全三维的模式匹配作好了准备.     

电阻率测井三维模式匹配法中的平面数值分析

在地层非轴对称条件下建立了新型的坐标系,详细介绍了计算电阻率测井响应的三维模式匹配理论。在井轴与地层法线所形成的平面上用数值方法计算,与此面垂直的方向上用解析方法计算;详细推导了平面上的偏微分方程及其相应的等价变分问题;选定平面三角形基函数作为型函数,确定了单元方程和单元矩阵;给出了网格划分方法及其总体矩阵的安装方法;最后通过求解广义特征值问题完成了平面二维区域的数值分析。结果表明,在均匀介质中,新方法的数值结果与解析分析的结果是一致的,精度也得到了保证,验证了平面数值分析方法的正确性,为进一步完成全三维的模式匹配作好了准备。     

普通电阻率测井的数值模式匹配解法

应用数值模式匹配理论计算了由任意多个轴对称多层径向不均匀介质叠加而成的地层中的普通电阻率测井响应，这种方法把二维数值问题转化为一维解析解和一维数值解的结合，因此大大减少了计算量，文中给出了反射矩阵和透射矩阵的递推公式，还提出了一种新的基函数．计算结果表明，该方法与有限元法相比具有运算效率高的优点．这种快速算法将对横向测井资料的反演在现场测井解释中应用有积极的推动作用．     

基于紧支径向基函数的流固交互作用数据传递

根据界面能量守恒原理,将紧支径向基函数(compactly supported radial basis function,CRBF)引入流固交互作用分析领域,提出了基于CRBF插值的流固交互界面数据传递(CRBF/FSI).推导了界面位移传递矩阵H,并根据CRBF/FSI算法编制了相应的界面信息传递的计算程序.以三维交互界面的位移信息传递为例,将数值计算结果和解析解进行了对比分析,结果表明,CRBF/FSI算法计算效率高,计算结果准确,是一种适合处理大型复杂交互界面的流固信息传递方法,具有良好的工程应用前景.     

普通电阻率测井的数值模式匹配解法

应用数值模式匹配理论计算了由任意多个轴对称多层径向不均匀介质叠加而成的地层中的普通电阻率测井响应。这种方法把二维数值问题转化为一维解析解和一维数值解的结合。因此大大减少了计算量。文中给出了反射矩阵和透射矩阵的递推公式，还提出了一种新的基函数。计算结果表明，该方法与有限元法相比具有运算效率高的优点，这种快速算法将对横向测井资料的反演在现场测井解释中应用有积极的推动作用。     

电法测井三维数值模式匹配法研究进展

以阵列侧向电极系为例,阐述其工作原理。在分析地层模型分类的基础上,针对求解三维模型的三维数值模型匹配法(3D Numerical Mode-matching Method,3D NMM),从解析式的递推方法、数值解的计算和激励源的处理方法 3个方面,论述3D NMM的研究与应用进展,讨论3D NMM在水平井和斜井中的应用及其求解斜井问题时存在的不足,并指出3D NMM未来研究的3个主要方向:解析式的递推新方法、数值解的快速算法和斜井问题中的应用。     

基于NMM和SRSM的断裂可靠度分析

针对传统断裂可靠度分析方法涉及较为复杂的应力强度因子敏感性分析和确定性断裂分析次数过多的问题,提出数值流形方法(Numerical Manifold Method,NMM)与随机响应面法(Stochastic Response Surface Method,SRSM)相结合的断裂可靠度分析方法,以便直接利用断裂力学分析模型和减少计算量.首先,使用数值流形方法建立计算应力强度因子或J积分的确定性断裂分析模型;其次通过拟合随机响应面函数构造断裂参数与随机变量之间的显式功能函数;最后利用蒙特卡罗模拟(Monte Carlo Simulation,MCS)获得显式功能函数的失效概率.采用NMM和SRSM相结合的方法对I型和复合型裂纹问题进行模拟,计算结果与已有数值结果吻合良好,说明NMM和SRSM相结合的方法在断裂可靠度分析方面是可行和有效的.     

多种流形覆盖方式耦合的数值流形法及其应用

为了更好地利用数值流形法(NMM)模拟连续和非连续问题,根据NMM数学覆盖选择的灵活性,将有限元网格作为一种数学覆盖方式生成流形覆盖系统以避免细小流形单元的出现,并提出了将单个材料体描述为一个流形单元的独立覆盖方法。运用多种覆盖方式相耦合的方法模拟了混凝土的细观拉压模型,以及一个复杂结构岩质边坡模型,模拟结果较好地再现了相应的力学变形破坏过程。多种覆盖方式的耦合使得构建的NMM模拟模型更加合理;独立覆盖方式的使用降低了构建离散体系NMM模型的复杂程度,并减少了模型中的单元数量以及不连续面上的接触数量,提高了模拟计算效率。     

利用能量守恒和径向基函数插值的流固耦合界面数据传递方法

根据界面能量守恒原理,将径向基函数(RBF)引入流固耦合分析领域,提出了基予RBF插值的流固耦合界面数据传递方法(RBF/FSI).推导了界面位移传递矩阵,并根据RBF/FSI算法编制了相应的界面信息传递的计算程序.以三维耦合界面的位移信息传递为例,将数值计算结果和解析解进行了对比分析,结果表明,RBF/FSI算法计算效率高,计算结果准确,适合处理复杂耦合界面的流固耦合信息传递.此外,RBF/FSI算法允许CSD(计算结构力学)、CFD(计算流体力学)采用任意网格形式,因此在CSD和CFD计算程序之间可以开发独立的界面信息传递接口程序,很容易实现弱耦合分析.