虚拟现实技术在非恒定流实时仿真中的应用(英文)

为实时显示河道流场的动态变化过程,将虚拟现实技术应用于非恒定流的实时仿真模拟,开发了基于虚拟现实技术的流场动态可视化系统.采用虚拟现实技术在计算机中构建真实的三维地形地物,进行交互漫游;河道流场状态由二维水动力学模型提供;基于粒子系统思想,采用运动的矢量箭头模拟动态流场,并将该流场集成于三维场景中,实现了虚拟现实与科学可视化的有机结合.为解决三维虚拟仿真与数值计算数据量和计算量都很庞大的问题,采用基于网络的并行算法,使数值计算与三维显示在不同的PC上进行,计算结果通过网络传输进行交互,同时采用插值处理的方法解决计算速度与显示频率不协调的问题.系统用来模拟三峡工程与葛洲坝工程当前流量状态下整个流场的动态变化,具备直观性、实时性和科学性,是流场实时模拟显示的解决方案之一.     

古代富泥低弯度河的识别与特征

目的 区分古代富泥低弯度河流与曲流河,总结其沉积特征和河道砂岩的展布,为储层描述和预测提供参考.方法 从不同盆地和时代的三维地震资料中识别出非辫状河也非曲流河的古代低弯度河道的展布与延伸,比较其河道(带)与漫滩的沉积差异及其与其他类型河流沉积的异同.结果 从三维地震资料中获得了古代富泥低弯度河沉积的一些共同特征:古代富泥低弯度河多发育在干旱气候条件下的冲积扇扇缘和扇外;平面上可呈单河道体系,也可呈分支、交叉的多河道体系;单河道砂体规模小,一般仅数米厚;宽厚比小.结论 三维地震识别出的低弯度河道一般为多期河道砂体相对发育的河道带.     

塔北却勒地区古近系薄砂层地震沉积学研究*

利用频谱分解和地层切片多属性综合分析技术,结合关键井岩性资料及不同成因类型砂体的地貌形态,在塔北却勒地区三维地震资料区古近系开展地震沉积学应用研究。优选出的GR拟声波反演最能有效预测目标砂体。通过对一系列典型地层切片的分析研究,结合钻井信息进行动态解释,可以看出研究层段主要为扇三角洲前缘水下分流河道砂体和席状砂,纵向上主河道多期迁移叠置,扇三角洲前缘水下分流河道砂体间沉积了相对稳定的滨浅湖泥岩。     

基于广度优先搜索算法的河流演进动态仿真的实现

通过对各种搜索算法的研究和比较,开发了适合河流演进的搜索算法.运用广度优先搜索算法,建立河道边界的搜索模型,提供了在三维地形仿真基础上动态模拟河流演进的计算机实现模型,并编写了计算机代码,实现了河道及河水淹没区域边界的自动搜索功能.实现根据给定水位再现河流演进状态,为进一步考虑水动力学、土力学条件,再现河流演进过程打下基础.     

基于ArcGISEngine的洪水淹没三维可视化研究

在ArcGIS软件中,不能直接创建Multipatch模型,但是可以通过ArcGISEngine编程实现或导入其他建模软件的模型、本文以GIS的shapefile数据为基础,在skeethup中建立区域三维地形、房屋、植被等要素模型。采用水文动力的基本原理计算河道水位．并用C#结合ArcGISEngine创建水面TIN模型,利用ArcsceneControl控件创建三维场景,叠加三维地形仿真模型与水面TIN模型,对洪水演进模拟进行了可视化研究,实现了基于ArcGISEngine的洪水淹没三维可视化动态模拟。为利用AE,完成洪水淹没三维可视化研究提供了一种逼真的、简便有效的方法。     

分流河道砂体构型分析方法在萨北油田的应用

在现代沉积和野外露头的指导下,针对萨北油田北二西区萨Ⅱ1+2b沉积单元采用"层次分析"与"模式拟合"的研究思路,按照不同层次的空间组合模式以及定量规模,分复合河道层次、复合河道内部的单河道层次、点坝层次以及点坝内部的侧积体层次对储层内部构型进行了精细解剖,并建立了能够用于油藏数值模拟的曲流型分流河道三维构型模型,再现了侧积夹层的空间分布,为开发动态分析、剩余油挖潜提供更准确的地质依据.     

河道数字地形信息系统与长江镇扬河段GIS研制

采用GIS及系统集成技术,使长江镇扬河段GIS实现了河道地形测量制图自动化,地形信息时空管理与三维地形表达和任意时期,任意空间的可道冲淤分析,形成了专业处理与分析的河道地形信息系统,解决了长期困水利部门河道地形信息管理与地形分析手段落后的难题,在此研究基础上,提出了河道数字地形信息系统新概念,目的是推进河床演变,河道整治等应用数字技术研究。     

杭锦旗地区辫状河定量地质知识库建立及应用

为了明确杭锦旗地区辫状河道不同参数的分布范围,指导储层的三维地质建模和储层预测,为井位部署提供地质理论依据,参考辫状河的现代沉积、露头等资料,以杭锦旗地区下石盒子组的钻井资料和沉积微相横向展布、平面展布为基础,通过统计和分析辫状河道和心滩不同参数的分布概率及参数间的相关关系,建立了杭锦旗地区辫状河道宽度、心滩宽度、长度及厚度的定量地质知识库。研究表明,杭锦旗地区心滩长度6 500~8 500 m,心滩宽度3 000~4 500 m,心滩厚度主要在5~14 m,心滩长宽比1.85~2.30,辫状河宽度8 000~18 000 m。利用建立的辫状河道不同微相的定量参数,建立了杭锦旗地区锦58井区下石盒子组的三维地质沉积微相模型,利用该模型进行有利区的优选,并通过实钻井钻遇情况验证了模型的高精度。     

滩地植被对河道水流影响

该文结合实例河道运用环境流体力学代码(EFDC)模型研究滩地植被对河道水流的影响。模型通过建立植被阻力的经验公式,求解准三维水动力学方程,得到河道水流的水动力特征。通过模拟6组不同密度和高度的植被,并对流速和水位进行对比分析,结果表明:有植被存在时滩地水流显著减小。当植被密度600株/m2、高度为20cm时,滩地流速约为0.2m/s,此时河道水位相比无植被抬高0.2m左右;当植被高于1.0m时河道水位增加0.45m左右。研究结果对河道防洪和生态修复管理等有借鉴作用。     

大港油田西58-8稀井网区河道砂体预测

应用整合地震、各种微相定量参数与地质统计学相结合的三维地质建模方法,对大港油田西58-8稀井网区河道砂体分布进行预测。结果表明:处于同一沉积体系的紧邻的老油田密井网区的沉积微相定量表征参数可以作为稀井网区砂体预测的约束参数;地震资料预测的复合河道级别砂体分布范围可作为单河道砂体预测的最大外边界;在最大外边界及微相定量表征参数的约束下,采取示性点过程算法模拟单砂层级别沉积微相三维分布,以此为基础的"相控"模拟可以提高单河道砂体三维分布预测精度。     

基于MITK的三维体绘制系统设计

在MITK(Medical Imaging Toolkit)算法平台的基础上,采用Microsoft Visual C++语言设计基于MITK的三维体绘制系统。三维体绘制系统主要将光线投射法和错切变形法结合,构成一个三维重建系统,方便使用者在高质量绘制和实时绘制间自由作出选择。该系统可进行二维序列切片图像的显示和三维重建,并能调节三维图像的阻光度,展现出不同的三维立体绘制效果。     

萨北开发区井网密度对河道砂体的控制程度

合理的井网是油田开发所面对的最重要的问题之一。不同规模的河道砂体,开发所需要的井网密度是不同的。研究表明:大型河道砂体规模较大,井网加密后河道形态变化较小,基础井网时就能控制住砂体的分布特征。一次加密井网能控制住中型河道砂体的分布特征,小型河道砂体,砂体不发育,只有二次加密或聚驱井网时,河道砂体的分布才能控制住。其研究成果对油田开发方案制定及开采措施调整具有重要的意义。     

湿地扇扇中辫状水道沉积微相-岩石相划分方法

综合应用岩心、测井、分析化验等资料,对湿地扇扇中辫状水道粗碎屑沉积特征进行了详细研究,提出了沉积微相-岩石相的划分方法.根据不同岩石相的物性、电性及含油性特征,将扇中辫状水道微相细分为辫状水道砂砾岩相、辫状水道粗砂岩相和辫状水道细砂岩相.研究结果表明,沉积微相-岩石相对油水分布具有明显的控制作用,其中以辫状水道砂砾岩相单井日产油能力最高,辫状水道粗砂岩相次之,辫状水道细砂岩相最低,比较符合油田的开发实际.辫状水道粗砂岩相因物性最好,剩余油丰度高,可作为下一步挖潜的主要目标.     

黄河下游游荡型河段挟沙力、阻力沿河宽分布的研究

对游荡型河流挟沙力、阻力沿河宽分布情况进行了研究。研究发现河道断面形态变幅较大是影响现 有二维挟沙力研究方法应用到游荡型河流中的主要原因;阻力沿河宽分布除河道断面形态影响之外,滩槽水 流差异也是不可忽略的。因此,引入反映河流断面形态变幅以及滩槽差异的因子,结合黄河水沙资料对现有 公式进行修正,得到适用于黄河下游游荡型河段的二维挟沙力、阻力公式。     

莱州湾凹陷沙三段低位域湖底扇沉积特征及水道构型

莱州湾凹陷沙三段低位域发育断裂斜坡背景下的湖底扇,具有明显地震反射外形,但湖底扇内部结构杂乱,砂体垂向叠置关系及平面富集位置在勘探及早期评价阶段难以预测,基于钻井、测井、分析化验及三维地震资料,依据湖底扇重力流水道流变学性质及流体浓度分类的原则,将湖底扇水道砂体成因搬运机制分为滑动、滑塌、碎屑流、浊流,其中碎屑流分为泥质碎屑流和砂质碎屑流,结合不同成因搬运机制的水道砂体地震反射特征,在湖底扇不同相带识别刻画5种沉积结构单元,分别是叠覆型水道、复合型水道、水道侧翼、单一型水道及水道间,并通过模型正演验证不同单元分类可靠性及富砂差异。结果表明,内扇叠覆型水道发育多期滑动-滑塌沉积,储层总体厚度大,中扇低部位复合型水道发育砂质碎屑流储层物性好,二者均为油气勘探实施钻探的有利部位,外扇储层发育程度较低。来自肯东凸起物源的高建设性辫状河三角洲为湖底扇提供大量砂质基础,坡折带与古地貌共同控制湖底扇沉积搬运机制和水道走向及水道类型。     

防洪堤对洪水的归槽影响研究

基于河道洪水演算原理,建立符合河流水力特性及其变化规律的流量和水位演算模型,利用实测洪水和防洪堤资料进行洪水演算,经洪水水文要素变化变化规律及其合理性的综合分析,确定防洪堤对洪水的归槽影响。应用实例的多方案演算成果表明:保护区滞洪容积占次洪水总量最大比重为9.50%的浔江防洪堤对西江中下游洪水过程的归槽影响大于对洪峰的归槽影响,而且洪水类型和干支流组合不同,影响程度也不相同:对流量过程、洪峰流量影响的最大归槽流量、最大归槽流量比重为36 200 m3/s、9.50%,2 600 m3/s、5.78%,对水位过程、洪峰水位影响的最大水位变幅为0.58 m、0.21 m;洪水归槽并未显著改变西江中下游洪水特性,干支流洪水遭遇、区间降雨和雨洪重叠仍然是形成西江中下游大洪水的主要因素;多方案演算成果相互参证,可减少误差、提高成果精度。大江大河洪水频繁并非归槽影响的结果,应结合气候和土地利用及覆被变化对水文循环影响的研究,探索流域变化环境下的洪水形成机理和演变规律。     

吴淞口至张华浜河段航道改善方案的初步研究

通过分析水文、地质特征和弯道形态，探讨了黄浦江吴淞口至张华泊河段的河势演变规律及深槽形成机理。应用黄浦江三维水流数学模型，计算和评价了不同水文组合条件下，该河段航道改善方案实施后对周围水域的流态、船舶航行及码头运营的影响，分析了航道改善方案的技术可行性。     

三峡深水截流堤头坍塌计算及预报

长江三峡大江截流是目前世界上规模最大的深水截流工程 ,截流成败的关键在于堤头进占安全。为了掌握堤头坍塌规律并指导三峡工程大江截流的实施 ,在给出深水截流堤头坍塌计算式组的基础上 ,针对三峡大江深水截流进行了堤头坍塌计算 ,求出了在不同抛投料粒径、不同稳定坡度和不同流量条件下的堤头坍塌长度和体积 ,并点绘成图以便在实施过程中进行坍塌预报。计算及预报成果经三峡工程大江截流的实践验证 ,表明与实际坍塌情况相吻合 ,对保障安全截流起到了重要作用     

空间三维输入装置的系统开发研究

本文提出了一种新型空间三维输入装置,给出了三维输入设备控制系统整体架构,在分析其工作原理的基础上,基于VC＋＋OpenGL技术对实现三维输入设备的软件系统开发,进行三维输入的动态演示。实验结果表明所开发的三维输入装置具有极高的稳定性和模拟效果的真实性,这对于立体显示技术的发展及其在仿真中的应用具有较大的意义。     

氟代次甲基与氧气的反应机理研究

在B3LYP/6-311G(d,p)水平上研究了CF自由基与O2反应的微观机理.对反应势能面上的各反应物、过渡态、中间体和产物的几何结构进行了全参数优化,且在QCISD/6-311G(d,p)水平上计算了它们的能量.研究发现CF+O2反应在高温过程中重要,有3个产物通道,即F+CO2、FCO+O和FO+CO,其中最有竞争力的通道为F+CO2,其次为FCO+O通道,FO+CO通道可能难发生.与CH+O2反应比较发现两者有相似的地方,如第一步都是CX(X=H或F)自由基进攻O2分子中的一个氧原子形成链状过氧化物XCOO.两反应机理也存在很多不同之处,如HCO+O和FCO+O通道的形成过程有很大的不同;两反应速率也相差较大.CH+O2反应快,CF+O2反应慢.