基于极快速模拟退火与网格逐次剖分的微地震定位算法研究

提高微地震定位的可靠性是水力压裂微地震监测中的关键环节,现有的震幅叠加网格逐次剖分定位方法在处理高频微地震信号时容易出现定位失常。针对上述问题,本文在基于网格逐次剖分定位算法的基础上对定位算法进行了改进,提出了极快速模拟退火与网格逐次剖分联合的微地震定位算法。该方案首先采用极快速模拟退火算法在三维目标区域内搜寻能量聚焦较高的圆形区域,然后再利用网格逐次剖分方法在区域内寻找能量聚焦最大值点。合成数据实验表明,当微地震信号频率在100Hz~200Hz时,其定位可靠性与计算效率明显优于现有的网格逐次剖分算法。     

基于波前法的球面三角剖分算法

鉴于现有球面三角剖分算法不能同时兼顾算法简单有效、剖分单元变形小和网格信息易于管理等特性,基于波前法层层推进原理,提出一种非层次递归剖分的球面三角剖分算法.并针对相邻波前剖分段数相等,其剖分单元几何变形比较大的情况,提出了网格优化方案.通过与QTM(quaternarytriangularmesh)算法比较,从剖分网格质量与剖分单元数两方面,分析了该算法球面三角网格的性能.分析结果表明:剖分所得的网格几何变形小、相似程度高、剖分单元数少,该剖分算法是一种有效的高精度球面三角剖分算法.     

低磁纬度磁界面反演

指出了低磁纬度地区化极存在的误差,研究了磁异常数据的模拟退火反演方法,以立方体单元剖分网格充填磁场参数后模拟磁界面,同时反演磁界面,并结合模拟退火非线性算法的特点,研究易于加入约束条件的、方式灵活的建模方法,设计磁异常结构较复杂的模型.通过模型试验和实际资料处理,验证了该方法的正确性.     

逆向思维实现铸件数值模拟网格剖分

为克服传统的网格剖分方法剖分效率低、编程实现麻烦等不足,采用面向对象思想,提出了一种逆向思维网格剖分方法。该方法只需逐次沿Z平面剖分一次,可大大简化网格剖分工作量,而且可以用于剖分复杂实体。该方法不仅适用于剖分铸件,对非铸件实体的剖分也同样适用,具有较大的实用意义。     

地质模型网格剖分中Delaunay三角剖分算法的实现及优化

地震勘探方法的核心就是对地震波数据的采集、处理和解释，尽可能真实地反映地下的地质构造．整个勘探过程中，数据处理的难度最大，难点在于数据量大、运算量大．网格剖分由于其本身算法的繁琐和易错性成为整个数值模拟过程中的瓶径．选择并实现可根据少量的输入数据生成同时满足通用性与健壮性要求的网格数据的剖分算法具有重要实用意义．本文提出了地质模型数据不规则网格剖分算法的思路，并实现了经过优化的Delaunay三角形网格剖分算法。     

基于混合权平滑的细分连接性重新网格化

针对单边界亏格为0的三角网格提出一种细分连接性重新网格化算法. 该算法通过构造原始网格的准保角参数化及混合面积和顶点分布密度权的伞算子平滑进行细分连接性重新网格化. 为了加快重新网格化算法的速度, 提出一种基于矩形剖分的点定位算法. 通过典型的三维模型实验和比较可见, 该方法能快速生成细分连接性网格, 所得网格的质量较现有单一的采用面积权或顶点分布密度权的伞算子平滑方法有明显改进.     

一种改进的二维有限元网格逐次细分法

通过引入相关系数,解决了任意区域三角单元网格的逐次剖分过程中,单元细分后单元编号不连续的情况,采用相关系数法,可方便地对具有多种媒质区域的网格进行加密剖分。     

铸造CAE系统的网格剖分技术

基于有限差分法和标准模板库(STL),研究铸造计算机辅助工程(CAE)系统中的网格剖分关键技术,具体包括STL实体截面轮廓快速生成、容错处理,以及截面网格信息的快速提取等技术.由于实现了容错处理技术,对于既定的铸件/铸型系统,其对应的STL数据文件即使存在一定的错误也可以顺利实施网格剖分,这就充分保证网格剖分的安全性和稳定性.特别地,由于采用了较为简单的数据结构及简洁的算法,所以确保网格剖分程序的高效率运行.最后,利用上述网格剖分技术成功实现三维铸件/铸型系统的网格剖分.     

基于变分模态分解的相关能量熵自适应阈值去噪

为有效抑制噪声对地震数据的影响,根据地震信号的时频特性,提出了基于变分模态分解的相关能量熵阈值去噪方法。采用变分模态分解算法将地震信号分解为频率由高频到低频且具有一定带宽的模态分量,计算各模态分量与地震信号的规范化相关系数,实现对各模态分量中的有效信息和噪声的定位。将去除有效信息的各模态分量分成若干子区间,分别计算各子区间的噪声能量熵,选取能量熵最大区间的模态分量系数作为该分量的噪声方差获得该分量的阈值,再将经阈值处理后的各模态分量重构得到去噪信号。通过对合成地震模型和实际地震信号进行去噪处理,并与直接去除高频分量的变分模态分解去噪方法进行了对比,结果表明,该方法能在强噪声环境下更有效地提取地震信号中的有效成分,提高信噪比。     

一种三角形网格剖分的精化算法及其改进

给出一个几何多格子方法的三角形网格剖分精化算法及其性质,分析其不足之处,并通过引入费尔马点及其性质,提出了一种新的改进的精化算法,证明该改进算法提高了三角形网格精化剖分的效率和剖分网格的数量及质量。     

基于单调链法的凸壳三角剖分算法研究

在分析应用相关定义的基础上，该文提出了一种基于单调链法的凸壳三角剖分方法。这种算法的计算复杂度优于标准的Delaunay算法，有效性也比许多凸多边形算法要突出，是一种行之有效的快速算法。将它用于网格重新剖分处理，在矢量图形网格的简化、优化、压缩以及传输中都具有现实的应用意义。     

FDTD中的分区域剖分方法

在仿射坐标系下，为了进一步减少网格剖分时ＦＤＴＤ计算区域内的网格数目，节省计算机资源，且使得网格形状接近矩莆以减少数值色散，提出了ＦＤＴＤ分区域的剖分方法，并以无限长三角形金属柱体为例进行了数值计算，计算结果与测试结果的比较证明了此方法的有效性。     

一种稳定的直扩超宽带系统快速同步算法

为了提高直扩超宽带通信系统中同步算法的可靠性和快速性,提出了一种稳定的快速捕获最大能量值的路径信号的同步算法,推导了平均捕获时间的表达式.该算法根据室内多径信道的传输特性和多假设快速同步算法的特点,通过快速捕获具有最大能量值的路径信号来实现稳定的定时同步.仿真实验结果表明,与现有的快速算法相比,文中算法具有更快速、更稳定的同步性能.     

复杂通道内非结构网格的生成方法

通过对非结构网格剖分方法的研究,给出了在复杂通道内非结构网格生成过程中的几个重要步骤。采用源项控制的方法来控制计算区域内的网格尺度分布,并利用非均匀有理B样条进行边界的拟合及重新离散,以满足边界上的网格尺度信息。分别用Delaunay三角化方法和前沿推进法生成初始网格和内部网格,同时保证了几何边界的完整性和内部网格的质量及生成速度。引入了整层加点和局域网重组的方法,对前沿推进法进行了改进,并对具体的复杂几何通道进行了网格剖分,给出了剖分结果。结果表明,该方法可以在一定程度上减少网格的判断与重组时间,从而提高了非结构网格的生成效率。     

参数曲面三角网格生成的改进波前法

为了消除基于波前法的有限元三角网格算法在参数曲面网格剖分过程中单元形状映射畸变的问题,结合直接法和映射法各自的优点,提出了一种新的三角网格生成算法,即:对当前节点进行剖分,并在三维空间直接产生新节点且进行节点的合法性判断,再将物理网格映射到参数空间形成参数域网格;对相邻波前段形成的角度进行剖分,依据角度大小生成个数不等的单元,通过优先剖分锐角节点使波前段始终构成钝角多边形。经剖分算例表明:所提算法减少了节点合法性判断内容和判断次数,避免了重复剖分,取消了剖分结束算法,提高了网格剖分效率,生成了高质量的三角网格;仅需对网格排列情况的直观分析,便可定性判断三维曲面的空间曲率变化。该算法对叶片加工中振动分析、精密加工研究等具有指导意义。     

基于欧氏距离的分布式网格定位估计方法

针对网格定位估计方法,提出一种基于欧氏距离的分布式网格定位估计的改进方法.研究了通过比较被测节点与信标节点之间的跳数信息,实现被测节点快速自身定位的方法.研究了利用欧氏距离替代匹配阈值提高定位准确率和利用分布式计算减少网络能量消耗的方法;利用迪杰斯特拉算法研究了计算节点间最小跳数的算法.仿真实验结果表明,该方法具有定位快速、节约成本、节省能量、定位准确率高和鲁棒性好的特点.     

多边形区域内储层建模结点三角剖分算法研究

结合储层建模结点数据的特点 ,提出了一种对多边形区域内建模结点数据进行快速三角剖分的算法 .如果区域边界边与剖分三角形可能相交 ,根据边界边顶点与剖分三角形确定的矩形区域的关系 ,对于不同情况 ,通过计算矢量叉积 ,或最坏情况下通过计算交点 ,来确定边界边与剖分三角形是否真正相交 .同时 ,讨论了在剖分过程中 ,对边界边链表进行实时更新 ,逐步减少边界边的思路 .虽然整个算法的时间复杂度最坏情况为 O( 3× m×n) ( m为多边形区域内结点形成的三角形个数 ,n为边界边个数 ) ,但在实际应用中 ,对大批量的储层建模结点数据进行三角剖分时 ,文中提出的算法具有比较高的处理效率     

基于时反处理法的水下目标探测研究

水声信道存在多径效应、多卜勒频偏及各种噪声干扰.时反法能利用声波的互易性原理及波动方程的时反不变性,将收稿日期的信号进行时间反转后再重新发射,使得声音信号能够在原声源位置实现聚焦,可以有效地消除水声信道的多途效应.综述三种基于时反处理的水下目标探测方法:反复迭代法、DORT法(时反算子分解法)及MUSIC法(多信号分类算法).通过反复迭代进行时反操作,可以明显提高聚焦信号能量;DORT法和MUSIC法是在迭代时反的基础上进一步分析时反算子而得出的主动时反定位算法.利用DORT法及MUSIC法,可以对水下目标实现主动探测,定位出目标的具体位置.     

基于矩阵Hadamard乘积运算的空域冲突检测方法

针对现有的以经纬度为网格剖分的空域表征模型，在高纬度地区网格形变较大，且以空域边界坐标判定空域之间是否重合的冲突检测算法存在的计算速度慢的问题，提出以正二十面体球面菱形离散格网大圆弧剖分为基础，用全等菱形离散格网表征空域，结合空域优先级，利用多层级希尔伯特(Hilbert)空间填充曲线对空域进行统一编码。设计了基于矩阵的空域数字化表征方法，利用哈达玛积(Hadamard)乘积运算快速判定多个空域之间的用空属性是否存在冲突。仿真结果表明：该方法具有较高的网格精度，实现秒级冲突检测，与传统冲突检测算法相比，能够达到降低算法运算量，提高运算速度的目的。     

自动生成四边形网格的方法及其在数值模拟中的应用

采用间接方法生成四边形网格,首先利用改进的两点前沿推进法把计算区域剖分成三角形网格,然后采用插点和细分的技术生成单元全部是四边形的网格,通过边互换、删点和局部插点技术进一步光滑平顺,得到适用于数值计算的网格。剖分结果表明,该方法能够在任意二维平面区域内自动生成全四边形网格,并能生成光滑过渡的局部加密网格和贴体性较好的边界层网格。该方法具有算法简单,计算量少的特点。利用所生成的网格对计算传热学中的典型算例-方腔自然对流进行求解,计算结果与基准解吻合,网格质量能够满足数值分析计算的要求。