一个新型的色散关系和波速公式

在生物系统和某些生命现象中,存在一种独具特性的缓慢波动过程,用传统的基于弹性动力学或流体动力学的波动理论无法解释.为解释这一现象,采用一个发展了的简单物理-数学模型,并进而得到一个新型波动色散关系k=1/2~(1/2)2~(1/2)ω/D.根据此色散关系得到波传播速度,即U=4kD=8πDλ.根据实验提供的数据,由此公式计算得到的波速与实验观测的结果完好相符.     

高衍射效率金属介质膜光栅的设计及性能分析

基于严格耦合波理论,分析了金属介质膜光栅的衍射性能,以-1级衍射效率为评价函数,研究了表面浮雕结构分别为HfO2和Si O2材料的金属介质膜光栅,获得衍射效率优于99%的结构参数。数值计算表明,当顶层光栅结构为HfO2和Si O2的槽深分别为80nm和225 nm时,在1 053 nm处获得接近100%的衍射效率。     

最大熵分布在波高长期统计中的应用

基于最大熵原理,推导出最大熵分布概率密度函数,同时介绍了目前在有效波高长期统计分布中运用较多的参数化模式,并将这2种方法应用于有效波高的长期统计分布中.为了检验2种方法的准确性,选用我国东海海域浮筒长期实测风、波浪数据,进行有效波高的概率密度函数拟合,将计算结果与实测数据绘成直方图并进行了比较.结果表明,最大熵分布概率密度函数中的参量γ值能够表征实际海况的复杂程度,且其在不同风速下与实测数据均吻合良好;而由参数化模式推导出的有效波高概率密度函数,在风速较小时与实测数据的吻合程度比风速较大时好,在风速较大时会出现偏离.     

爆炸源区的波结构与地震-油气包体的诊断

由冲击波理论和实验,导出了炸药爆炸、核爆炸和地震爆裂源区的波结构。汶川地震揭示了地震包体、爆裂源区(微观震中)和爆炸"烟囱"的存在。展示了地震从孕育到爆发的波动机制,地震冲击压缩-卸载塌缩的链锁规律,地震波谱的分立性和波叠加规则。地震波具有能量高、清晰和分辨率高的特性,可以用于地震包体、油气储体、盆地构造和包体结构的诊断。临震同触发机制密切相关;月潮期多爆发大地震根源于潮汐力激发了地震冲击波。实施地震包体和油气储体工程计划,可以节省巨额勘探费用,开启一个油气能源勘探和地震能利用的新时代。     

含水率对落叶松木材材性检测指标的影响

以落叶松为研究对象,利用无损检测技术,研究不同含水率下木材材性检测指标的变化规律。结果表明：在木材含水率未达到临界纤维饱和点时,木材的材性检测指标随含水率的增大急剧下降;在木材含水率大于临界纤维饱和点时,木材的材性检测指标随含水率的增大下降幅度较小。以木材含水率为单一变量,以木材纤维饱和点(30%)为分界点,建立含水率与落叶松木材材性检测指标的理论公式。用实测结果对理论公式进行修正,修正后的结果表明：材性检测指标的实测值与理论值变化趋势一致,用应力波测量仪和微钻阻力仪测定的波阻模量值的实测值与理论值最接近。同时,推导的理论公式可以作为现场测定木材材性指标的依据。     

考虑初始几何缺陷对拱桥变形分布识别的影响

为了更精准地识别拱桥的变形分布,本文提出了考虑初始几何缺陷的拱桥变形分布识别方法。基于应变与拱肋曲率变化间的推导关系,本文利用采集的应变响应去有效识别拱肋的变形分布。进而,确定不同类型的初始几何缺陷的呈现形式,并将它们分别融入到公式中去分析变形曲线间的不同。为了验证本文提出方法的可行性和有效性,对一座系杆拱桥的变形分布进行估计,结果表明初始几何缺陷对拱桥变形分布具有较大的影响,本文所提出的方法能够有效识别含有初始缺陷结构的变形分布。     

基于非线性超声的混凝土高温损伤研究

在高温作用下,混凝土内部会发生物理和化学反应,引起材料的力学性能改变,影响混凝土的安全性能。文章对混凝土在不同高温受热温度和受热时间阶段下的力学性能进行测量试验,研究了混凝土高温损伤下超声波波速和非线性超声系数的演化规律,并讨论了非线性超声方法的适用范围。试验结果表明,当混凝土的高温损伤较小时,非线性超声检测对混凝土材料的高温损伤更加敏感,可以用来更为准确地评估混凝土结构在高温下较低损伤情况。     

浅地表面波频散曲线组合勘探方法

面波勘探方法因其分辨率高、能量强,而且成本低、操作便捷等优势,被广泛应用于浅地表S波速度结构探测。为了兼顾面波探测深度及浅层分辨率,通过不同道间距组合,不同主频检波器组合,主、被动源组合,获得宽频带的面波频散曲线,实现在提高探测深度的同时保持浅层分辨率。实测结果表明,面波频散曲线组合勘探有效拓宽了频散曲线的频带宽度,兼顾了横波波速度结构反演深度和浅部速度结构的分辨率。     

智能分注系统中流体波码信号的传输机理

流体波码通信用于分层注水智能监控系统,但其流体压力信号的产生与波码传输的机理一直不明。基于稳定流的流体能量方程建立流体压力信号的产生与传输过程的数学模型,研究地面电控阀及井下配水器产生的压力信号及影响因素,揭示信号在注水管中的传输机理。研究表明,地面及井下压力信号的产生来自于地面阀及井下配水器开度改变引起的流量变化,压力信号幅度受流体、输水管网、注水管或井筒参数、流体装置结构及流体控制参数的影响;信号沿注水管的传输为电控阀开度改变引起流量变化的诱导;注水管长度对地面信号的下传基本无影响,但对井下信号的上传有一定影响。数值计算表明,注水管最大流量及电控阀阻力系数的变化量对压力信号幅度的影响很大,较大的流量及阻力系数的变化量可以产生较大的信号幅度,有利于信号的传输及信号的检测与处理。该研究对于流体波码通信系统的设计与性能改善具有一定的理论指导作用。     

复杂地层岩石力学参数实时求取方法——以塔里木盆地巴楚隆起为例

非常规油气、干热岩、超深井等领域的钻完井工程对岩石力学服务的及时性与准确性提出了迫切需求,基于矿物及干酪根等岩石骨架组成成分具有固定的岩石物理及岩石力学特性,通过低成本、低风险、高实时性、高采样率的岩石成分录井技术开展岩石力学参数求取方法研究,以偶极子阵列声波计算岩石力学参数的模型作正演,确定通过矿物计算岩石力学参数的可行性,然后以组成矿物的元素成分直接构建岩石力学参数,并对两种方法进行对比。653个复杂岩性数据点,正演法计算的杨氏弹性模量、泊松比的平均相对误差分别为16.3%、9.8%;直接法计算的杨氏弹性模量、泊松比的平均相对误差分别为10.0%、6.8%。结果表明,通过元素直接构建的岩石力学参数具有更高的精度,在岩性相对简单的地区应用效果更好。