直流电阻率平衡区域分解算法的 计算效率影响因素分析

区域分解算法作为求解大规模科学与工程问题的一种有效计算手段,已经在地球物理电磁法领域取得了一定的应用,但影响区域分解算法计算效率的因素复杂,前人的研究缺乏对计算效率影响因素的系统讨论和研究。将目前应用广泛的平衡区域分解算法引入到直流电阻率三维正演中,首先对三维模型进行有限差分离散得到线性方程组,然后将求解区域分解为多个不重叠的子域,使用Schur补偿算法将线性方程解耦为子域和共享边界的方程,最后对边界方程进行平衡预处理,并对子域和共享边界的方程进行迭代求解,实现了直流电阻率三维正演,通过与2层水平介质模型的解析解对比验证了算法的准确性和可行性。着重对影响平衡区域分解算法计算效率的因素进行了讨论分析,结果表明子域数目、子域问题和边界方程的解法以及网格大小都会对计算效率产生不同程度的影响。平衡区域分解算法的计算速度随子域数目先减小后增大,随网格增大呈指数增加。采用的3种子域问题和边界方程的解法中,预处理共轭梯度法效率最高,稳定双共轭梯度法次之,最速下降法效率最低。     

煤层底板变形与破坏规律直流电阻率CT探测

从煤层开采引起底板破坏的一般规律出发,探讨了底板岩层破坏与其电阻率的响应关系。介绍了直流电阻率CT探测技术的原理与方法,按照采动底板岩层活动规律设计了探测方案,进行煤层底板破坏深度的动态直流电阻率CT探测。通过在淮北某矿1028工作面风巷中底板位置施工2个钻孔,在孔中埋置一定数量电极,形成孔间探测剖面,并根据工作面回采进度探测不同时期岩层电场变化特征,反演其电阻率值,得出煤层底板采动裂隙演化过程中的岩层电阻率响应特征和1028工作面底板破坏深度为17 m,为煤矿安全生产提供直观有效的技术参数。试验结果表明:采用直流电阻率CT探测煤层底板采动破坏带演化过程效果明显,能显示出底板在回采过程中变化破坏情况,有利于煤矿底板突水预测和突水防治措施的制订。     

基于Matlab的直流电阻率三维数值模拟及可视化

针对直流电阻率法的三维正演问题,采用积分方程法的数值解法,特别地,对板状体三维模型做了具体的网格剖分,在Matlab下编程实现了求解其电位分布的算法.根据电位分布分别采用中间梯度法,三极剖面法和联合剖面法计算了地面的视电阻率分布.结果表明,视电阻率异常图充分显示了积分方程求解的正确性.对于该结果,在Matlab中采用GUI编程生成了更为方便的人机交互式正演界面,该界面具有直观、高效的特点.     

孔内多点源直流电阻率三维正演研究

为验证孔内多点源地面三维观测方法的有效性,通过孔内多点源地表电位场理论公式推导、有限差分数值计算研究了多种地电模型的地表响应.结果表明,钻孔内多点源直流电阻率三维观测思路可行,能够很好地识别地下异常体的平面位置及电阻率高低.可见在工程勘察中,可以在钻孔内布置多个点电源地表三维观测,判定钻孔附近地下岩土层结构及含水区分布情况,为钻孔周围的勘察空白区提供补充,丰富工程勘察资料.     

高密度电阻率法探测煤矿采空区灾害的可行性研究

针对煤矿开采后遗留下大量未做处理的地下采空区可能引起地质灾害这个问题,本文首先介绍了高密度电阻率法的工作原理及电阻率三维有限元正演模拟的方法,通过建立采空区模型,进行正演模拟进一步说明了利用高密度电阻率法对煤矿地下采空区探测是行之有效的方法。     

基于八叉树网格的直流电阻率法有限元数值模拟

在VC环境下,使用C语言,实现了基于八叉树网格的三维直流电阻率法有限元数值模拟程序。三个典型模型的算例被用来证明八叉树网格方案适合于复杂地电模型的数值模拟：数值模拟了球体模型,随着网格对球面边界的不断逼近,数值模拟的精度也逐步提高;计算了覆盖层下倾斜板状高阻体模型,在偶极-偶极视电阻率断面上,能清晰地看见高阻体模型的形态、埋深;仿真了联合剖面法测量三维地形下埋藏低阻椭球体的情况,由于地形的影响,在视电阻率曲线上不能发现低阻异常的存在,利用比较法进行地形改正后,低阻异常得到凸显。     

过套管电阻率测井技术研究

应用改进的传输线方程法,研究了过套管电阻率测井的模拟响应、微弱信号检测量级,分析了环境因素对测试结果的影响.在正演模拟的基础上,采用油田真实套管建造了一套过套管电阻率测井微弱信号检测试验装置.研究了微弱信号高精度的数据采集技术,成功地检测到试验装置中的纳伏级信号,测得套管外试验介质的电阻率.该技术方法的试验成功,对过套管电阻率测井仪器的研制具有借鉴意义.     

高密度电法不同装置的应用效果分析

高密度电阻率法作为一种高效便捷的勘探手段,在工程与环境地球物理探查中得到了广泛的应用。高密度电阻率法有不同的电极排列方式,因此研究高密度电阻率法不同装置的应用效果有着重要的实际意义。本文介绍了高密度电阻率法的基本原理,以及不同电极排列装置。通过建立不同的地电模型,对四种装置的正演和反演结果进行了比较,得到一些实际的结论,为高密度电阻率法实地工作进行装置的选择提供一定的帮助。     

深水朵体沉积构型及其油气勘探意义

基于地震、测井、岩心及露头等资料,研究了深水朵体的外部形态、内部结构、物理性质及成因。取得3个方面的认识:①深水朵体受陆坡地形及物源供给的影响,发育单一朵体和多级朵体。受沉积厚度、岩性及地震分辨率的影响,孟加拉湾和尼日尔三角洲发育的朵体在地震上呈强振幅丘状反射,内部见分支水道或底超现象;白云凹陷发育的朵体在地震上呈强振幅平行亚平行反射。②深水朵体可划分为小层和层组、朵体单元、朵体以及朵体复合体4个级次。③深水朵体可进一步划分为近端朵体和远端朵体,近端朵体由分支水道复合席状砂组成,叠置的朵体单元构成的远端朵体主要由层状席状砂组成。     

城市地块土壤重金属污染的感应电磁法与高密度电阻率法分析

联合采用感应电磁法和高密度电阻率法对城市污染地块土壤环境进行测评,以华南某典型重金属污染地块为研究对象,通过对重点区域开展电磁扫描,在二维空间刻画出潜在污染区域,然后利用高密度电阻率法进一步刻画污染深度和垂直污染范围. 研究区废渣堆放位置和污水处理池下游的0~8.0 m、3.5~10.5 m深度范围存在多个电阻率小于8 Ω·m的低电阻异常区(疑似重金属污染区域),其中低电阻异常区的砷(As)和铅(Pb)污染严重,最大质量分数分别达1 170.00、2 700.00 mg/kg. 结果表明:感应电磁法和高密度电阻率法联合探测污染地块重金属污染的方法具有较强的可行性,能初步表征重金属污染物的空间分布状况,进而指导后续靶向钻探布点和采样,为污染地块的精准化土壤污染状况调查与修复提供科学依据.     

平面物系与平面桁架的计算机方法

本文研究了平面物系与平面桁架的计算机方法编制了相应的计算程序，算例表明：与传统的手算方法比较，电算方法具有计算效率高通用性好的优点     

两种积分方程法求解均匀介质体散射问题的比较

针对均匀介质体散射问题,对比研究了基于2种积分方程的5种矩量法实施方案的求解精度和效率.分析了单积分方程和Poggio-Miller-Chang-Harrington-Wu (PMCHW)方程各种矩量法实施方案的特点和效率,通过数值计算进行验证,并对相应的数值现象作出解释.结果表明:基于单积分方程的矩量法与PMCHW方程矩量法一样精确,迭代收敛速度更快;基于单积分方程的磁场积分方程,矩量法生成矩阵和迭代求解的效率最高,但存在谐振点.     

CaI反常光谱项分析

本文拍摄钙原子光谱,分折~3P＇→~3P跃迁辐射多重态谱线的间隔与相对强度,研究原子中双电子激发态跃迁规律。     

静态直流电场作用下神经元放电动力学分析

无创式直流电刺激中枢神经系统是现在用来减轻多种神经疾病症状的有效方法.为了探究静态直流电场对神经活动的作用机制,利用二维最小模型研究了其在静态直流电场作用下的动力学行为.通过分岔和相平面分析,发现3类神经元兴奋性对相同刺激的不同响应是由不同的峰放电起始动力过程造成的.从起始动力学的角度得到了静态直流电场对神经活动的影响,研究结果可以为无创式直流脑调制技术的应用和发展提供一定的理论指导.     

旋转体形状优化及敏度分析的拟解析法

常用的灵敏度分析的解析方法具有较高的效率和精度,但使敏度分析和有限元分析交织在一起,增加了形状优化程序研制的困难。本文建议采用基于局部差分的拟解析敏度算法，该法计算效率接近解析法，但程序编制简单易行，只要允许调用分析程序的部分模块,便可将分析程序作为黑箱扩展为优化程序。该算法用来研制受到非对称载荷的旋转体形状优化程序ＲＯＳＯＰ，以火车车轮为例的计算结果对旋转体形状优化有参考价值．     

新一代计算机电源开关变换器的建模分析

介绍新一代计算机电源同步整流BUCK变换器工作在连续状态的建模分析,给出一种新的开关变换器的建模分析方法。该方法考虑了变换器在寄生元件,功率开关等效为理想开关与开通电阻的串联,理想开关由受控电流源和受控电压源替代,基于能量守恒原理确定开通电阻等效平均值,为了简化模型,建立了将平均寄生元件转移到电感之路中的映射规则,推导了同步整流BUCK变换器工作在连续状态的大信号平均模型、线性电路模型、DC和小信号电路模型,导出了开环传递函数,并进行了计算机仿真分析,结果令人满意。该建模分析方法的优点是考虑了变换器的寄生元件,其运算量比状态空间平均法小得多,模型直观、物理意义明确,便于进一步分析研究。     

高密度电阻率法不同装置在岩溶勘查中的效果对比

介绍了高密度电阻率法的工作原理、高密度电阻率法野外数据采集的影响因素以及不同测试装置的特征，以具体实例说明了不同测试装置在岩溶勘查中的效果。     

某型空间RSSR机构的图解分析与设计

为了实现空间RSSR机构高效快捷的结构设计,针对特定结构型式的RSSR机构,在其运动特性分析的基础上,给出了以图解法求解与三维建模运动仿真相结合的途径进行机构几何参数设计的具体方法.通过三维运动仿真验证了该方法的有效性,并进一步提出了适应机构运动精度要求而进行结构参数调整的具体方向.便捷准确地实现该型空间RSSR机构的运动分析和几何结构设计,获得理想的设计求解.