虚谱法无反射速度-应力方程地震数值模拟

基于单程波波场廷拓算子的零偏移距地震数值模拟方法难以适应复杂地质条件下地震波速度的空间剧烈变化,且其最大成像角度有不同程度的限制.本文依据地震反射的形成机理,重置模型空问的密度分布,使得模型空间内纵波阻抗为常量以压制层间多次波;采用虚谱法可得到高精度的地震波场空间导数,因此可有效抑制空间数值频散,同时提高了数值模拟的垂向分辨率.数值模拟结果表明,得到的零偏移距地震记录绕射波场完整,偏移归位效果优于频率-波数域或频率-空间域的单程波模拟结果.无反射一阶应力-速度方程零偏移距数值模拟可有效压制多次反射波,在较大网格间距时,虚谱法仍可有效抑制数值频散.     

线圈中心测量垂直磁场虚分量频域电磁法数值模拟

提出一种在近区测量磁场垂直虚分量提取视电阻率的频率域电磁测深方法,通过分析其特性并进行数值模拟研究,建立近区频率域电磁测深理论体系.通过研究线圈中心均匀大地电磁场,推导相关解析表达式,并将成熟的双频和伪随机合成电流移植到本方法中.根据一定近似条件下电磁场的理论公式,研究载流线圈中心垂直磁场虚分量提取视电阻率的方法特性,并编写相应正演程序,对2层、3层、4层等地电模型进行数值模拟,分析结果显示其对地下电性分布变化的有较高分辨力.最后根据模拟结果揭示本方法可行性及实际意义.     

基于二维FDFD分析复合目标电磁散射

频域有限差分(Finite Difference Frequency Domain,FDFD)法直接从Maxwell方程组的微分形式出发建立差分近似方程组;并通过采用吸收边界条件截断计算域来模拟开域电磁散射问题。方法具有公式简单、直观,便于分析复杂形状、复杂介质以及周期性结构等目标的电磁特性。基于二维频域有限差分(FDFD)法计算分析了复合目标的电磁散射。数值结果表明方法的正确性和分析复合目标电磁散射特性的有效性。     

垂直磁偶源频率域电磁测深法一维正演及响应特征

为了探究磁偶源频率域电磁法的测深能力,本文以垂直磁偶源频率域电磁剖面装置为例,从垂直磁偶极子在一维层状介质的Z方向磁场公式出发,在低感应系数条件下推导了视电导率的表达式,最终实现了垂直磁偶源频率域电磁测深法的一维正演；然后通过对典型层状模型进行一维正演模拟,分析了磁偶源频率域电磁测深法的响应特征。研究结果表明：通过同时减小发射频率和增大收发距并保持频率与收发距平方的乘积不变能够实现电阻率测深,属于频率和几何测深联合方式,可见该方法能够准确地反映地下介质视电阻率的垂向变化信息。     

连接器外壳接线孔的方向对其电磁屏蔽性能的影响

用时域有限差分法模拟连接器外壳的电磁屏蔽性.结果显示,腔内的电磁波在一定频率发生强烈的电磁振荡,使腔体的电磁屏蔽性能降低.当两接线孔相互垂直时外壳的整体屏蔽性高于平行方位时的电磁屏蔽性能.模拟对连接器的合理设计有参考价值.     

基于chave算法的瞬变电磁一维正演

瞬变电磁法作为电磁感应法的一个分支在国内外得到了很大的发展,用于石油、天然气及深部构造等的勘探中,在工程勘察领域的应用研究也越来越活跃。全文从瞬变电磁法的原理出发,推导了频率域中垂直磁偶极源的一维电磁场的表达式,从频率域中磁场的一维表达式推出瞬变电磁场的一维表达式。本文运用Chave算法和余弦滤波数值滤波器算法对瞬变电磁场进行了数值模拟计算。介绍了Chave算法的基本原理和余弦滤波数值滤波器算法的原理,并对算法的精度进行了试验验证,应用Chave积分算法对几种层状介质模型的垂直磁偶极源的垂直磁场进行了数值试算。     

地下水数值模拟软件简述

随着科学技术的发展,数值法越来越成为解决地下水问题的重要方法,数值模拟技术以其方便、灵活和高效的特点受到广大水文地质工作者的欢迎。国内外科技工作者开发了一批数值模拟软件,并不断推广,带来了数值模拟软件的大范围应用。1数值模拟理论的发展数值法常用方法有有限差分法、有限单元法、边界单元法和有限     

海洋油气勘探中电磁法频率域2.5维正演研究

以南海某海盆为背景,根据地震资料圈定靶区,用2.5维频率域正演程序进行数值模拟,用距海底150 m的水平电偶极子源激发0.01~1 Hz的低频电磁波,海底沉积层的异常区域填充海水、油和气等不同电阻率介质,采用沉底式观测装置观察其沿偶极方向的电场响应。结果表明,海洋2.5维频率域电磁法可以较为清晰地区分海底油气和水等高阻异常,将不同发射频率的电场响应等值线图叠放在一起,可以确定在一定电阻率假设下,分辨率最好的发射频率。与三维电磁法和一维电磁法相比较,2.5维正演在有效性和效率方面都有较大的优势,可为以后实际海洋油气勘探工程实践提供技术指导和设计参考。     

沙漠表面电磁散射的矩量法研究

采用一维指数型分布粗糙面模型和Monte Carlo方法模拟实际的沙漠表面,利用土壤介电常数的四成分模型计算沙土的介电常数,运用矩量法研究了沙漠表面的电磁散射特性,数值计算得出了沙漠表面电磁散射系数随散射角和入射波频率的变化曲线,讨论了电磁散射系数随沙漠土壤湿度、沙漠表面高度起伏均方根、相关长度、入射波频率的变化关系,数值计算结果表明,沙土湿度、沙漠表面高度起伏均方根、相关长度、入射波频率对沙漠表面电磁散射系数的影响是比较复杂的.     

基于矩量法的非高斯分层粗糙面电磁散射研究

为了求解非高斯分层粗糙面的电磁散射问题,提出利用矩量法解决该问题.采用空间域合成法生成Alpha-stable分布的随机粗糙面,数值计算了在锥形入射波入射下散射系数随散射角的变化关系,分析了稳定性系数、归一化尺度参数、互相关长度、入射波频率、粗糙面下层介电常数、粗糙面间距对散射系数的影响.     

平面理性八节点曲边四边形有限元RCQ8

由于理性有限元用弹性力学的解插值并且在物理域内直接列式,因而等参元相比,具有物理意义明确和精度高的优点,本文采用最高至４次的平面弹性力学的多项式解对单元位移插值,推出了八节点曲边平面理性元ＲＣＱ８,若干算例表明,本单元可以避免剪切自锁和体积自锁,具有很高的精度和效率以及数值稳定性。     

飞机偏心受载加筋板结构的有限元简化建模方法

采用偏心梁、杆板组合两种有限元模型简化方法对偏心受载加筋板结构进行建模,得到的计算结果与实体三维有限元模型的计算结果进行对比。对比结果表明,杆板组合有限元模型能有效、合理地简化偏心受载的加筋板结构。     

三维塑性有限元数值仿真中网格再划分技术

基于ＣＡＤ造型理论和算法，提出了针对三维塑性有限元数值仿真中网格再划分有效的算法。基于一定的软件平台，建立了通用三维塑性有限元网格再划分系统ＲｅｍｅｓｈⅢ，最后以方坏料镦粗为例检验了系统。     

一类Poisson-Nernst-Planck方程的边平均有限元计算

针对一类三维Poisson-Nernst-Planck方程, 给出一种边平均有限元离散形式. 在适当的网格条件下, 该离散形式得到的总刚度矩阵为M-矩阵, 从而保证了数值解的非负性. 数值实验结果表明, 边平均有限元方法相比于标准有限元的CPU时间更短, 且误差较小.     

有限元-边界元耦合法在二维电磁场数值计算中的应用及优化措施

在二维电磁场数值分析中,有限元-边界元耦合法将有限元法与边界元法结合,可以同时发挥两种方法的优势．笔者在介绍有限元-边界元耦合法原理与算法的基础上,分别研究子域逼近有限元法、Mortar元法和并行计算与有限元-边界元耦合法结合使用分别为关心区域相对整体区域尺寸较小、求解区域中包含运动导体和大规模高自由度电磁问题的数值计算提供优化途径．     

Sobolev方程的半有限元方法

对Sobolev方程采用半有限元法进行数值模拟.通过将空间变量和时间变量分离,得到Sobolev方程的离散格式.首先对空间变量应用有限元方法进行离散化,得到常微分方程组的初值问题;再对时间变量应用有限差分法进行离散化,得到一系列线性方程组,求解可得到Sobolev方程的数值解.本文从理论上推导出了本文所讨论的Sobolev方程半有限元算法的矩阵算法格式,分析了其可行性.在最后给出了数值例子,从数值例子中进一步验证了半有限元方法的可行性.     

一类二维非线性发展方程的交替方向有限体积元方法

采用交替方向有限元方法的离散思想,利用差分方法中的Douglas格式,给出了求解一类二维非线性发展方程的基于双线性插值的交替方向有限体积元法.文中对该方法进行了误差估计,并用数值例子验证了方法的有效性.     

单晶蓝宝石的摩擦化学机械抛光

为揭示抛光过程中SiO_2磨粒与蓝宝石的摩擦化学反应机理,结合摩擦化学理论和纳米压痕试验方法,采用有限元法模拟纳米压头压入与卸载后蓝宝石表面的应力分布情况.数值模拟结果表明:当SiO_2磨粒与蓝宝石的接触应力为5~15GPa时,发生固相反应所需活化能约为14.46kJ/mol,反应速率常数约为0.07~0.23μm/min;在摩擦化学反应过程中,SiO_2磨粒与蓝宝石的接触半径为15~21nm,其变形量为6.88~10.22nm.低载荷纳米压痕试验结果表明:忽略压头与SiO_2磨粒的硬度、几何形状等影响因素,单颗SiO_2磨粒上的作用力小于0.7 mN,其微观表面粗糙度R_t=38.19nm及R_a=3.62nm.     

有限元与边界元耦合问题的探讨

本文阐述有限元与边界元耦合的基本方法,并对地下工程中线弹性问题的耦合法进行了尝试。     

具有混合边界的地下水污染问题数学模型的混合元方法

讨论了具有混合边界的地下水污染问题数学模型的数值方法,对地下水水头方程采用混合元方法,对污染质浓度方程采用标准Galerkin有限元方法,在适当条件下,证明了半离散有限元格式具有最优L2-模误差估计.