基于三角形剖分的复杂GPR模型有限元法正演模拟

针对基于矩形网格剖分的时域有限差分法(FDTD)和有限单元法(FEM),对于物性参数分布复杂或几何特征不规则的模型适应性差的问题,从雷达波所满足的Maxwell方程出发,推导探地雷达(GPR)有限元波动方程,通过采用三角形网格剖分和线性插值基函数,在满足时间步长与空间网格差分稳定性前提下,应用Galerkin有限单元法求解GPR波波动方程;同时为消除FEM进行GPR正演模拟时来自截断边界处的超强反射,采用透射边界条件把GPR波在截断边界处的反射波透射出去,进而压制来自截断边界处的反射波。然后,编制GPR有限元正演模拟的Matlab程序。应用该程序分别对起伏分界面、"V"字形2个复杂地电模型进行FEM正演模拟,得到基于三角形网格剖分的FEM正演模拟GPR剖面图,并把该正演模拟剖面图与常规的基于矩形剖分的FEM正演模拟剖面图进行对比,结果表明:基于三角形剖分的FEM对于复杂GPR模型的物性参数分界面拟合更好,其模拟所得的正演剖面与实际模型更相符,具有更高的模拟精度,更有利于指导雷达剖面的数据解译。     

基于GEMTIP模型的CR三维有限元数值模拟

本文提出了基于广义等效介质激电(GEMTIP)模型的复电阻率三维有限元数值模拟方法,首先介绍了GEMTIP模型及在不同参数影响下的复电阻率变化特征,而后给出双点电源的复电阻率法三维正演所满足的变分问题,采用六面体单元对研究区域进行网格剖分,在单元内对复电位、复电导率均进行线性插值,将变分方程转为线性方程组;采用不完全LU分解的稳定双共轭梯度算法(BICGSTAB算法)求解线性方程组,得到异常复电位值.设计一个两层极化大地模型,将数值解与解析解进行对比,验证了文中算法的正确性.设计两个典型地电模型的数值模拟结果表明,采用GEMTIP模型研究宏观尺度下的激电效应是有效的,可为进一步研究复电阻率异常响应特征提供一种新的途径.     

考虑转子运动的有限元分析前处理技术

提出了二维有限元分析中考虑转子运动时三角形单元的自动生成方法．采用该方法只需重新剖分气隙部分就可获得转子位置已变化了的整个求解区域的网格剖分,可以节省大量机时,解决了采用场路耦合法模拟电机时需频繁进行网格剖分而造成的“瓶颈”问题．该方法已成功运用到对开关磁阻电机的模拟中．     

考虑转子运动的有限元分析前处理技术

提出了二维有限元分析中考虑转子运动时三角形单元的自动生成方法。采用该方法只需重新剖分气隙部分就可获得转子位置已变化了的整个求解区域的网格剖分,可以节省大量机时,解决了采用场路耦合法模拟电机时需频繁进行网格剖分而造成的“瓶颈”问题。该方法已成功运用到对开关磁阻电机的模拟中。     

用‘罚函数’法处理三维变厚度节理元嵌入接触问题

该文应用约束变分原理的罚函数方法计入三维节理单元的嵌入接触约束条件修正 ,推导了修正的接触刚度矩阵和接触荷载向量 .并给出了增量有限元求解节理单元接触问题的程序框图 .     

弱胶结油藏拟三维出砂预测模型及方法

根据有效应力定律和连续介质力学理论,建立了应力场和渗流场耦合作用的弱胶结油藏拟三维出砂预测模型,并应用顺序Galerkin有限元进行了求解.对复杂地质区域网格自动剖分、地层变形或破坏、液化砂运移、出砂动态预测等问题进行了数值模拟研究.结果表明:随着地层破坏和出砂,炮眼和井筒周围应力会重新分布;地层参数的变化受出砂和应力作用的复杂影响;出砂量是一个波动变化的过程--这一现象与现场和室内的观测是基本一致的.研究证明了该模型的可靠性,初步解决了弱胶结砂岩油藏的出砂预测数值模拟问题.     

基于Delaunay三角形的非结构化有限元GPR正演

介绍传统Bowyer-Watson三角网逐点插入法的原理与实现步骤,并将固定边界限制、Laplacian光顺、边压缩、边分裂、点插入等拓扑变换技术应用于网格剖分的优化;为了使数值解的误差在全域内接近于均匀分布,通过间隔函数法实现点源、线源等网格渐变控制,结合局部粗化或细化技术,建立高质量Delaunay三角形网格,实现自适应网格剖分。通过1个起伏地表与断层模型网格剖分实例验证非结构化网格对于物性参数分布复杂或几何特征不规则的地电模型的适应性。根据GPR有限元波动方程,应用三角形剖分、线性插值的Galerkin有限单元法进行求解。建立1个复杂GPR地电模型,利用Delaunay三角形对该GPR地电模型进行自适应网格剖分。研究结果表明:非结构化网格对于物性参数分布复杂或几何特征不规则的地电模型都具有良好的适应性;非结构化三角形网格剖分质量好,单元密度易控制,易于实现自适应有限元,能提高复杂模型正演精度。     

三维现今地应力场有限元数值计算

研究现今地应力场的分布规律对油气藏的勘探、开发有重要的指导意义.依据Petrel地质模型网格节点数据,建立有限元三维精细几何模型,并对岩体和断层进行不同尺寸的网格剖分.综合利用地球物理测井与岩芯资料,采用VB.net编程求得三维岩石力学参数,根据单元中心坐标分别赋予相应的参数.运用大型有限元软件ANSYS建立了塔里木盆地##2地区三维有限元模型,以测井应力解释剖面为井点应力约束条件,经过多次反演试算得到模型的合理边界条件.与现场资料数据比较发现:数值模拟结果吻合性较好.可为三维现今地应力场的模拟提供数值计算方法.     

热采水平井套管应力分析的摄动有限元方法

开采稠油更多地用水平井注蒸汽方式进行热采 ,而热采水平井套管的应力分析是一个复杂的三维力学问题 ,采用通用有限元程序进行分析的计算量大、机时长。为了有效地解决这个问题 ,针对水平井的几何和结构特点 ,先从普适的弹性力学方程出发 ,导出水平井套管在自然坐标系下的弹性力学方程。然后 ,利用摄动方法把三维问题转化为类轴对称问题 ,并采用环向有限单元的剖分方式 ,建立起相应的有限元方程 ,简化了问题的求解。同时 ,还揭示了热采水平井条件下剪切应力和轴向位移的变化规律 ,给出了水平井井口隆起等现象的合理解释     

耦合动力学方程的非线性特征值渐近求解

介绍由约束场和受重力影响的对流扰动耦合而成的衰减平衡向量场动力学方程的特征值渐近求解.通过引进新的参数,将一个复杂的三维约束耦合动力学特征方程转化成复空间里一维的边界层问题.通过进一步分析计算非线性特征值问题并做了渐近摄动分析,最后给出多场耦合中扰动问题的特征值边界层解法.     

具有局部弱稳定退化解二阶非线性方程的奇摄动问题

讨论一类二阶非线性方程奇摄动Dirichlet问题的边界层现象, 在退化解是局部弱稳定的假设下, 利用界定函数法和微分不等式理论证明了呈边界层性态解的存在性, 并给出了解的渐近估计.     

求解开域电磁场问题的区域映射有限元法

为了求解开域电磁场问题,提出一种区域映射有限元方法。该方法把待求解的无限大区域划分为内部有限区域和外部无限区域。对内部区域,形成传统的有限元方程;对外部区域,引入几何中的Kelvin变换,对变换后的场域形成另一个有限元方程。内外区域的方程在公共边界上耦合。结果表明,该方法使用1/9甚至更少的单元即可达到传统有限元法的精度。与传统有限元法相比,该方法大量减少生成的网格单元数、计算所需的内存和时间。已在二维和三维开域问题计算中实现了该方法。     

一类非线性方程组的奇摄动初值问题

研究一类非线性方程组的奇摄动初值问题, 先把相应的解展开成小参数ε的幂级数形式, 再利用初始层校正法, 依次构造外部解和初始层校正项的近似式, 得到了该问题的一致有效的渐近解及其渐近性态.     

具有梯形结构大系统目标规划模型的求解算法

先在纵向分解子问题对应的约束不等式组有解的条件下, 通过证明对应的达成向量为零进而证明了子问题的最优解构成大系统问题的最优解； 再针对一般情况, 提出一种求解具有梯形结构大系统目标规划模型的“顺次解耦算法”, 并结合实例说明了算法的迭代过程及其有效性.     

一种用于动态光散射测量的虚拟数字相关仪

根据数字相关的基本原理, 利用高速数据采集卡和实验室虚拟仪器工程平台LabVIEW, 设计开发用于动态光散射测量的数字相关仪. 利用该数字相关仪对动态光散射实测数据进行分析处理, 给出散射光强的时间自相关函数曲线, 反演计算了颗粒粒度, 并与已知粒度进行比较, 得到较好的测试结果.      

基于LVQ神经网络的植物种类识别

提出一种基于学习矢量量化（LVQ）神经网络的计算机植物种类识别新方法. 使用2-D不变矩、 多尺度2-D Gabor滤波器等多种方法分别提取了叶片的几何特征和纹理特征, 应用LVQ神经网络识别植物种类. 实验结果表明, 该方法对植物种类的识别效率较高.     

矿化带圈定的自组织特征映射网算法研究及应用

为实现复杂地质信息的非线性整合处理, 对地质勘探资料进行综合分析与分类, 采用自组织特征映射网, 解决了地学数据的多来源、 表达方式复杂、 间接性、 多解性、 非线性和传统矿化带圈定的人工分类的不确定性等问题, 效果明显, 分类结果与地质事实基本吻合, 该方法能够弥补人工分类的不足, 为矿化带的圈定提供准确可靠的依据.      

一种基于社团和分层思想的无标度演化模型

针对复杂网络节点度分布服从幂律分布问题, 给出一种基于社团和分层思想的无标度演化模型. 该模型利用转轮思想和限制节点度改进了无标度模型的优先连接策略; 加入分层结构优化了无标度网络的搜索; 将局域世界模型中的局域世界思想引入到模型中, 并利用社团结构改进了局域世界模型中局域世界的不确定性问题.  理论分析证明了模型的度分布服从幂律分布, 且幂律指数可调.  模拟实验结果表明, 模型有较小的平均路径长度和较大的聚类系数,  且两层网络搜索效率优于单层网络搜索.     

基于椭圆模型和神经网络的人脸姿态估计方法

基于椭圆模型和神经网络方法, 提出一种人脸姿态估计方法. 先采用椭圆模型对人脸边界进行拟合, 确定眼睛和嘴在椭圆中的位置, 再应用BP神经网络对位置参数和人脸姿态参数的关系进行学习, 从而对人脸姿态进行估计. 实验结果表明, 用该方法对较大范围内的人脸转动进行估计, 结果比较准确.     

利用一般tanh函数法和(G′/G)函数扩展法求非线性波动方程的行波解及其一致性分析

利用tanh函数法和(G′/G)函数扩展法求非线性方程的行波解. 通过对一般的非线性波动方程求解并分析表明, 两种方法的结果具有一致性. 此外, 利用推广的双曲正切法比双曲正切法和G′/G法得到了更多的行波解.