旋波媒质中电矢量的并矢格林函数

本文给出了旋波媒质中电矢量的本征函数,并由此得到相应的并矢格林函数,应用这种方法使旋波媒质中电磁场边值问题得到普遍的解决.     

关于旋波媒质中谱域电并矢格林函数

将旋波媒质中电并矢格林函数方程分解为无旋和无散部分，提出了一种在旋波媒质中推导谱域电并矢格林函数无散分解式的新方法，而旋波媒质中谱域电并矢格林函数无旋分解式则和通常非旋波媒质中无旋分解式完全一样。     

旋波媒质中电磁场并矢格林函数的矩量法分析

应用矩量法导出了旋波媒质中无散电磁场并矢格林函数的普遍形式,然后给出无散电磁场并矢格林函数的M和N类矢量波函数的表示形式.     

旋波媒质中无散电磁场并矢Green函数的一种结构形式

应用矩量法导出了旋波媒质中电磁场并矢格林函数的一般形式，给出了将旋波媒质中矢量波方程问题化标量波方程问题求解的新方法，应用这个新方法可以方便地求解旋波媒质中现在应用并矢格林函数的本征展开法所能求得的各种并矢格林函数。     

手征媒质中达朗伯方程的并矢格林函数及应用

给出手征媒质中电磁势满足的时谐波动方程，运用并矢代数方法求解了电磁势的并矢格林函数，以偶极振子为例研究了手征媒质中的远区辐射场性质。结果表明：手征媒质中存在电磁模式分裂，其本征模为左、右旋圆极化波，偶极辐射性质与旋波因子密切相关。     

一类场矢量的并矢格林函数无旋和无散分解问题

将一类矢量偏微分方程相对应的并矢格林函数方程分解成无旋和无散部分,给出推导一类场矢量的并矢格林函数无旋和无散分散式的新方法。     

手征媒质中达郎伯方程并矢格式函数及应用

给出手征媒质中电磁势满足的时谐波动方程，运用并矢代数和广泛求解了电磁势的并矢格林函数，以偶极振子为例研究了手征媒质中的远区辐射场性质。结果表明：手征媒质中存在电磁模式分裂，其本征模为左，右旋圆极化波，偶极辐射性质与旋波因子密切相关。     

基于格林函数与并矢格林函数对电磁场进行讨论

格林函数问题是讨论点源激励的辐射问题。本文从格林函数的概念出发,讨论了格林函数非齐次标量Helmholtz方程'2φ(r'→) k2φ(r'→)=-P(εr'→)的求解,同时利用并矢概念引入了并矢格林函数,对非齐次矢量方程××Ee→-k2Ee→=iωμJ→的求解进行了讨论,从结果来看,格林函数和并矢格林函数的引入,给复杂电磁问题的讨论带来了极大方便。     

电磁波场并矢格林函数的一种表达形式

提出了一种简化Maxwell方程组求解的新方法，应用这种新的方法可以方便地将无散矢势在M和N类矢量波函数空间中各分离成一个分量，每一个分量可以用一个标量函数来表示，然后再将无散矢势所满足的d’Alembert方程分解为两个标量的d’Alerobert方程，进而分析了无散矢势所满足的波动方程可以化为对一个标量d'Alerobert方程求解的方法，再分别用对应的标量格林函数来表示M和N类矢量波函数空间中的两个标量函数，并通过矢量微分运算求得电磁波场的并矢格林函数，这种方法无论对于电磁场的算子理论还是数值分析的方法，都有着非常重要的理论意义和应用价值。     

矢势达朗伯方程的格林函数解法

本文借助于矢量格林积分公式，应用矢量格林函数法来求解电磁场矢势的达朗伯方程，得到了该方程的一般解，进而把它应用到有限电流分布，得到文献所常见的推迟势。     

无限介质中波动分析的显式时域辐射边界

基于柱面波和球面波动方程,推导建立了适用于无限介质中二维和三维瞬态波动分析的显式时域辐射边界条件公式。通过与有限元法相结合,可直接在时域内求解无限介质中瞬态波动问题。将这种边界条件以子程序方式加入到通用有限元程序ABAQUS中,结合隐式有限元技术,分析无限介质中波的传播问题。二维和三维瞬态辐射模拟问题的数值算例结果说明,该文方法是十分有效的。文中还对此辐射边界条件公式的数值稳定性进行了分析,并给出了相应的稳定性判据。     

径向成层介质的Green函数及其在随钻电磁波电阻率测量中的应用

采用递推矩阵方法计算径向成层介质的Green函数,根据圆柱形层界面处电场和磁场的连续性条件得到确定待定系数的矩阵方程组,并通过递推方法快速求解.采用将变型Bessel函数的指数项单独列出的方式有效地解决了Green函数计算中的上溢问题.用得到的Green函数对随钻电磁波电阻率测量仪器进行数值模拟,分析钻铤的影响规律、井眼校正方法和仪器的径向探测深度.结果表明,只须改变方程组中源项元素的位置,可以方便地得到源点和场点在任意层时的Green函数,形式简洁,易于编程.在仪器测量范围内金属钻铤对随钻电磁波电阻率测量仪器的影响可近似视为恒定,在井眼直径较小且钻井液电导率较低的情况下无须对随钻电磁波电阻率测量仪器进行井眼校正,仪器的径向探测深度并非只取决于仪器参数,也与侵入带电导率、地层电导率以及井眼因素有关.所得到的结论可为随钻电磁波电阻率测鼍仪器的研制和使用提供理论指导.     

热辐射波在介质内的散射机理

从偶极子辐射理论出发导出了热辐射在介质内散射强度的一般表达式,确定了影响热辐射散射强度的主要因素.研究表明:入射辐射频率、阻尼振子的振幅等对介质的反射率、吸收率、透射率等热辐射特性具有决定性的影响.     

无反射波动方程模拟堤防复杂构造的波传问题

为了更好地了解浅层复杂介质中的波场特征 ,以及更好解释野外堤防的探测资料 ,该文利用无反射波动方程和交错网格的有限差分法研究了堤防复杂构造中波传问题 ;并结合实际堤防中物性参数 ,模拟出自激自收地震剖面 ,有效地避免了层间的多次反射。讨论了无反射波动方程的特性 ,推导出多次反射满足的波动方程 ,从特征线分析的角度探讨了无反射波动方程采用交错网格的波传特性和数值计算的稳定性 ,以及利用套网格技术解决源点奇异性的有效性。     

非饱和多孔介质中弹性波的传播特性

基于混合物理论,引入Bishop有效应力公式,建立了非饱和土中的动力控制方程.经过理论推导,给出了体波的传播速度及衰减的解析表达式.同时发现,在非饱和土中存在3种压缩波(P1、P2和P3波)和1种剪切波(S波).数值分析表明:4种体波均具有不同程度的弥散性,在一定的频率范围,波速随着频率的升高而增大,其中P2、P3波的波速受频率的影响强烈;饱和度对波的传播速度亦有显著的影响,且在不同的频率范围,其影响规律不同,在有实际工程意义的低频段,饱和度的增高将导致P1、P3波的波速增大和P2、S波的波速减小.4种体波中P2、P3波的衰减较大,且随着频率的升高衰减迅速增加,而P1、S波的衰减则很小,受频率的影响也相对较小.     

裂隙介质中地震波传播特征近似

地震波传播的精确表达式能够精确表达地震波在介质中的传播特征,但由于表达式较复杂,为一些参数隐性表达式,这不利于参数反演,因此有必要研究其近似的线性表达式,以便进行参数反演,准确探测地层结构。在扰动法求解Christoffel方程,得到弱各向异性条件下qP、qS相速度、群速度近似表达式的基础上,依据介质模型坐标与观测坐标,各种介质弹性系数矩阵关系式推导出裂隙介质中地震波相速度、偏振向量及群速度的近似表达。数值计算结果表明,当各向异性系数在0.3以内时,对一般裂隙各向异性介质都适用,且具有较高的精度,在各向异性系数大于0.3时,纵波(P波)仍然具有较高的精度,但横波(S波)的误差增大到50%,主要是因为扰动解是在弱各向异性条件下推导的,因此在介质各向异性系数较小的情况下,为地震波速度分析及参数反演奠定了基础。     

非饱和多孔介质中弹性波的传播特性

基于混合物理论,引入Bishop有效应力公式,建立了非饱和土中的动力控制方程。经过理论推导,给出了体波的传播速度及衰减的解析表达式,同时发现,在非饱和土中存在3种压缩波（P1、P2和P3波）和1种剪切波（S波）。数值分析表明：4种体波均具有不同程度的弥散性,在一定的频率范围,波速随着频率的升高而增大,其中P2、P3波的波速受频率的影响剧烈;饱和度对波的传播速度亦有显著的影响,且在不同的频率范围,其影响规律不同,在有实际工程意义的低频段,饱和度的增高将导致P1、P3波的波速增大和P2、S波的波速减小。4种体波中P2、P3波的衰减较大,且随着频率的升高衰减迅速增加,而P1、S波的衰减则很小,受频率的影响也相对较小。     

Analytical and experimental study on wave propagation problems in orthotropic media

Wave propagation problems in orthotropic media are studied jointly by analytical and experimental methods in this paper. Dynamic orthotropic photoelasticity, which studies experimentally the dynamic behavior of orthotropic materials on a macroscopic scale by employing orthotropic birefringent materials, is established. A dynamic stress-optic law for orthotropic birefringent materials is postulated and practical methods of calibrating dynamic mechanical constants and dynamic stress-fringe values are proposed. Meanwhile, time domain boundary element method (BEM) for wave propagation in orthotropic media, is also presented based on the theory of elastodynamics. A scheme of stress calculations that is necessary for strength analysis is established. The paper stresses on the applications in wave propagation problems in orthotropic media by demonstrating three examples. The semi-infinite orthotropic plates with and without a circular hole modeled by a unidirectional fiber-reinforced composite under impact loading are analyzed. Time histories of birefringent fringe orders or stresses for specific points of the plates are obtained respectively from the two methods and compared with each other. Based on the above comparative study, the dynamic response of an underground workshop under seismic waves is studied by time domain BEM. The responses of displacements and stresses are solved. The effects of angle and frequency of incident waves and the degree of media anisotropy on dynamic response of the underground workshop are investigated.     

用柱状成层各向异性介质的并矢Green函数模拟多分量感应测井仪器的响应

采用递推方法得到柱状成层各向异性介质(横向各向同性)中并矢Green函数的解析表达式。该表达式可用于模拟柱状成层各向异性地层中任意点源(包括电流源和磁流源)的响应,地层数目可以任意,源点和场点的位置可以在任意地层中。利用上述表达式模拟含金属心轴和绝缘保护层多分量感应测井仪器在有井眼和侵入带各向异性地层中的响应。为提高模拟精度,考虑各分量线圈系的具体形状。将金属心轴作为一层介质处理,既可以考虑其电导率有限,也可以考虑其电导率为无穷大的情况。数值模拟结果表明,共面线圈系具有与共轴线圈系完全不同的响应特性。共面线圈系的响应特性更为复杂,对钻井液电导率、侵入带电导率、地层电导率、地层各向异性的变化更为敏感,且在很多情况下其响应会随这些参数的变化出现符号改变。此外,由于共面线圈系的同一响应可对应各向同性地层或各向异性地层的不同电导率,从而使得对测量数据的解释处理变得复杂。