地层破裂压力三维计算与显示方法

精确的预测地层破裂压力不仅是钻井工程设计的基础,更是后期油气田经济高效开发的保障。提出一种地层破裂压力的三维计算与显示方法,在有限的勘探资料和已钻井资料前提下,确定使用更适应于工程实际的侧压力系数法计算单点的地层破裂压力,运用克里金插值方法将反演密度数据和反演层速度数据相结合,计算每一道的地层破裂压力,最终再次运用克里金插值技术得出三维破裂压力体,并且设计出了地层破裂压力显示软件,直观反映出三维地层破裂压力分布。以新疆玛湖凹陷的玛西勘探区域为例,根据编制的相应计算程序,得到了该区域的三维破裂压力空间分布特征,并进行三维显示。然后提取该区域上单井的破裂压力计算结果与实测值进行对比,此方法符合工程需求。     

孔隙水压力作用的弹塑性CPPM算法及隧道围岩力学参数反演

海底隧道相比陆地隧道更易导致突水等灾害,为了研究隧道围岩在孔隙水压力作用下的受力、变形规律、塑性区的变化以及力学参数不易准确给出的问题.首先在弹塑性本构方程积分算法—最近点投射算法(Closest Point Projection Method)中引入修正有效应力公式,使用C++语言编制了考虑孔隙水压力作用的弹塑性有限元求解程序,应用所编程序对不同孔隙水压力作用下隧道的位移场、应力场及塑性区进行模拟;其次基于智能优化算法—差异进化算法(Differential Evolution)和所编弹塑性有限元求解程序开发了智能反分析程序,对不同差异策略下反演参数的精度进行比较,分析了反演参数的演化趋势随着进化代数的变化规律.研究结果表明,所编制的考虑孔隙水压力作用的弹塑性有限元程序可以较好地进行数值计算,计算结果显示孔隙水压力对隧道的受力、变形及塑性区影响比较显著,随着孔隙水压力的增大,塑性区明显扩大.自主开发的智能反分析程序反演结果具有较高的精度,其中差异策略对反演精度影响较为明显,同时在反演时需综合选择算法的变异因子和交叉因子,以达到反演参数最优化的目的,可以将所开发的程序应用于实际隧道围岩力学参数反演,对设计及动态施工起到辅助作用.     

基于矩张量反演的矿山突水孕育过程

为实现矿山突水孕育过程中岩石破裂事件的有效分析,利用河北矾山磷矿所监测的异常微震事件,引入基于数字地震学的矩张量反演方法。矿井尺度的震动位移场可表示为矩张量与格林函数的时间褶积。通过提取微震事件位移场资料,并计算格林函数(震源至传感器之间传播介质的脉冲响应),线性反演了微震事件的矩张量,并利用微震事件的破裂方位判别了其破裂类型。随后建立微震监测三维效果图,拟合出岩石破裂面发展趋势,并初步确定了突水危险区域范围。研究表明,矩张量反演方法能够计算出微震事件震源机制解,可有效反映矿山突水孕育过程中岩石破裂的形成过程及发展趋势。     

储层构造裂缝数值模拟技术

数值模拟技术是对储层构造裂缝进行定量预测及确定构造裂缝空间分布的一种有效方法，文中给出了构造裂缝定量预测的数值模拟技术的基本原理和实施方法，该项技术是根据构造变形反演研究区域的边界条件及地质模型用有限元方法进行正演计算，确定出研究区的应力场，再结合岩石破裂准则确定裂缝的空间分布，讨论了地质模型、力学模型和数学计算模型之间的关系，并具体应用岩石破裂准则进行了裂缝计算。     

隧道围岩弹性模量及泊松比反演程序开发与验证

对UCODE软件进行编程二次开发,建立该软件与有限元软件间接口,实现UCODE程序与有限元软件间的实时数据交换.以浙江某穿山隧道为工程背景,进行围岩弹性力学参数反演程序验证.以隧道围岩弹性模量E及泊松比v为待反演参数,弹性模量E反演初始值分别设定为真值的1/2和2倍,泊松比v反演初始值作相应变化.反演分析结果表明,无论待反演参数初始值如何取值,反演结果都收敛于真值附近,且与真值误差不超过3%,验证了反演程序的稳定性和精确性.     

基于MPI并行及非结构化网格的2.5维CSAMT正演研究

可控源音频大地电磁CSAMT观测数据受发射源的影响,长期以来该方法仅远区信号较弱的数据能被利用,造成近区及过渡区信号较强的资料严重浪费。为避免数据浪费,在Windows平台使用Fortran语言和MPICH2工具,开发了考虑源的CSAMT2.5D正演程序,同时采用了MPI并行技术加速计算。由于实际地下介质边界复杂,程序不同于前人矩形网格,直接采用非结构化三角网格能快速适应复杂边界。通过与一维CSAMT程序对比,验证了2.5D程序的正确性;并通过复杂模型试算,表明考虑源的2.5DCSAMT实用性,为下一步反演工作奠定了理论基础。     

有限元在河北平原区构造应力场与地裂缝分布研究中的应用

构造应力是地壳活动和形变的原动力,构造地裂缝实际上是在构造背景所提供的区域构造应力作用下,地壳深部变形引起地表破裂的一种形迹.研究激发构造性地裂缝产生的构造应力场是查明潜在地裂缝危险区的一种间接手段.主要利用前期河北平原区的易县隆尧两处实测资料,通过求解平面应力问题的有限单元法反演河北平原区构造应力场,确定最大主应力集中区,最大剪应力集中区以探索构造地裂缝的潜在危险区.     

借助Matlab遗传算法反演火山区压力源参数

首先分析了Mogi模型的经典最小二乘反演由于出现矩阵奇异或接近奇异而发散的局限性,决定采用具有全局高效搜索性和优化计算时不需要求导的遗传算法来反演火山区压力源参数。反演程序调用Matlab7.0 Release14工具箱中的选择、交叉和变异等相关程序。最后应用该程序和长白山天池火山区水准和GPS观测资料联合反演火山区压力源参数,经过比较遗传算法和阻尼最小二乘方法的反演结果,可看出2种方法结果近似,可见此方法方便快捷地实现了目标函数的最小化。     

激电(多道轴向偶极-偶极)反演的应用

高密度电法res2dinv二维反演程序具有易用性强和反演结果快速直观等优点,在工程物探中经常被使用.根据激电(多道轴向偶极-偶极)数据和res2dinv二维反演程序数据格式特点,编程转换激电(多道轴向偶极-偶极)数据,并利用res2dinv进行二维反演,结合矿山应用实例,来讨论该方法的反演效果.     

储层构造裂缝数值模拟技术

数值模拟技术是对储层构造裂缝进行定量预测确定构造裂缝空间分布的一种有效方法。文中给出了构造裂缝定量预测的数值模拟技术的基本原理和实施方法。该项技术是根据构造变形反演研究区域的边界条件及地质模型用有限元方法进行正演计算，确定出研究区的应力场，再结合岩石破裂准则确定裂缝的空间分布。     

重建EAS膝区事例初能的一种新方法

重建原初宇宙线粒子的能量是基于地面宇宙线观测实验的关键工作．这一工作体现了高海拔和全覆盖两大突出的地面实验特点,利用广延大气簇射（EAS）和蒙特卡罗模拟程序,以及设置在高海拔的地面全覆盖探测器阵列,记录膝区宇宙线粒子质子和铁核成分产生的次级粒子信息,给出了对事例初能的重建方法．     

浮力驱动式水下航行器螺旋线运动控制与仿真

建立了浮力驱动式水下航行器的运动仿真模型,用MATLAB开发了仿真软件,对浮力驱动式水下航行器的运动进行了仿真研究.仿真算例表明,所建立的仿真模型是正确的,开发的软件具有较强的仿真功能;浮力驱动式航行器螺旋线运动模式的探索与实现,扩大了浮力驱动式水下航行器的应用范围,不仅可作远航程用途使用,而且可作定区域用途使用.     

三维重构仿真平台

基于运用Radon理论的三维重构,建立了三维重构软件仿真平台.该平台采用VC 和MATLAB混合编程,可以生成多种样品模型及其不同倾斜角度条件下的投影像、计算对应不同样品倾斜范围的系列投影像的重构图像以及显示投影像和三维结构的表面及断层图像.实验结果表明:该系统具有精度高、运行时间短、使用方便等优点,能够运用且目前已成功地应用于电子显微术三维重构的研究中.     

基于等效电路模型的频变互连线网络并行仿真技术 

摘要：
针对超大规模集成电路中复杂互连线网络的快速仿真需求,提出并实现了含频变分布参数互连线网络的并行仿真技术.建立频变互连线的等效传输线模型,并借助多端口等效模型将互连线部分与其他电路单元相分离,实现互连线仿真的并行化.互连线采用时域有限差分方法求解,而除去互连线的其他电路则在集成电路模型程序（SPICE）中进行仿真,两者在同一时间步内交换数据.基于该技术开发出并行仿真软件FdSPICE.数值实验证明,该软件计算精度较高,可有效提高复杂互连线网络的仿真效率.
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关键词：
互连线; 频变参数; 并行仿真; 时域有限差分
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中图分类号： TN 47
文献标志码： A
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 XIE De fu,TANG Min,MA Li zhuang,MAO Jun fa
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Abstract：     

济南市华联商业区交通组织规划研究

济南华联商厦坐落于济南市繁华的华联商业街,华联路口由经一路、经二路和纬十二路交叉形成。本文针对该路口存在的交通拥堵和通行能力日益下降等问题,通过城市现状资料收集和交通调查结果的分析,制定近期规划该路口改造方案,采用交通微观仿真软件VISSIM对规划方案进行交通仿真测试,验证规划方案的合理性和可操作性。     

北方地铁屏蔽门系统能耗分析及节能改造

分析北方地铁屏蔽门系统节能效果,确定可有效利用活塞风的节能改造方案.采用EnergyPlus能耗模拟软件综合评价北方城市不同地铁环控方案,并利用Airpak模拟站台温度场和速度场预测改造后的效果.比较发现屏蔽门系统与安全门系统相比仅节能2%,在北方城市节能效果不明显.分析发现屏蔽门系统通风尤其是站台下排风能耗过高,过渡季节和冬季的活塞风是解决这一问题的关键.屏蔽门增加可调节的风口,可在过渡季节和冬季有效利用活塞风,引入站台可补充新风量,节省机械通风耗能,夏季关闭风口仍保留其节能优势,全年能耗可再减少30%,节能效果明显.     

基于COMSOL的电容层析成像系统灵敏度场的计算

电容层析成像技术是检测两相流或多相流的过程检测技术,在工业领域中有着广泛的用途.要实现电容层析成像的图像重建工作必须先获得精确的灵敏度场数据,但是求取电容层析成像系统的灵敏度场矩阵十分复杂,而且编写有限元网格剖分模型的程序也相对繁琐和困难,且设定好的网格不易于快速修改.鉴于此,提出一种利用有限元软件COMSOL和电势分布来求解灵敏度场矩阵的方法.最后通过仿真实验进行了验证.仿真实验结果也证明了这种灵敏度场计算的有效性和可靠性.     

简单重心法快速重建大EAS芯位

簇射芯位重建是基于地面的宇宙线观测实验的关键工作之一.利用广延大气簇射（EAS）和探测器蒙特卡洛模拟程序，模拟超高能原初宇宙线粒子质子和铁核成分产生的簇射前沿在探测器阵列的分布行为，根据模拟数据，分析了击中数最大探测器灵敏单元与簇射芯位的关系，以及重心法重建簇射芯位的精度，结合二者的特点，提出简单重心法重建簇射芯位，初步研究表明，该方法可快速重建EAS芯位，并使芯位重建精度提高到1 m.     

一类带限函数的外推算法及应用

将带限函数的外推Gerchberg-Papoulis算法在维数和已知区域方面进行了推广,证明了推广的算法在L^2范数下的收敛性,并应用于限制角图像重建。在一维情形下进行数值模拟,验证了推广后算法的有效性。     

导弹引信自动测试系统设计研究

本文基于DSP技术、CPLD技术、回波信号模拟、VISA和ODBC等技术，完成了引信自动测试系统的硬件及软件设计．Lab Windows/CVI是面向仪器的交互式C语言开发平台，编程方式直观，可自动生成程序代码框架，为用户快速设计仪器系统提供了理想的开发环境．引信测试设备基于Lab Windows／CVI平台进行开发，采用了一个通用自动测试系统软件框架，提高了引信测试的通用性、灵活性、可维护性和可扩充性．