水域大地电磁测深中水体对电磁场的影响

通过研究层状介质条件下水面与水底电磁场的关系,计算了电磁场的衰减关系式,获得水体对电磁场信号产生的衰减规律和在电磁信号分离采集的水域大地电磁测深勘探中对实测数据的改正方法。研究结果表明:频率越高、水体的电阻率越低,电磁场信号衰减越严重,但水体对电场信号和磁场信号的衰减特征不同,在同等条件下,磁场信号的衰减幅度远大于电场的衰减幅度,且受影响的频率范围也较宽,电场信号的衰减主要取决于水体本身的电阻率和深度,而磁场信号的衰减不仅与水体本身的电阻率、深度有关,还与水体下方介质特征有关,水下介质的电阻率越高,磁场的衰减越严重;在电磁信号分离采集的水域电磁测深勘探中,水域影响可忽略的条件是:使用MT法时水体深度应小于3 m,使用CSAMT法时水体深度应小于2 m。     

晶格模型中缺陷与孤波相互作用的实验观测

实验研究了在垂直振动激励下, 非线性最近邻耦合的一维单摆链(晶格模型)中的包络孤波和缺陷的相互作用. 模型中摆点的质量、耦合情况都保持均匀, 而在摆链的中间存在一个摆点, 具有摆长缺陷. 实验表明:当驱动频率高于两倍本振频率时, 长缺陷排斥呼吸子、吸引扭结; 而短缺陷则吸引呼吸子、排斥扭结. 当驱动频率低于两倍本振频率时, 长缺陷吸引呼吸子、排斥扭结; 短缺陷排斥呼吸子、吸引扭结. 这些结果证实了已有的连续化近似模型的数值结果.     

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。     

瞬变电磁勘探中IP效应影响规律研究

在瞬变电磁测量中,由于岩矿体的频散特性,会在结果中带入感应激发极化效应,使瞬变电磁晚期测道的数据发生倒转现象。笔者从Cole-Cole模型入手,深入分析了均匀半空间模型中各参数对瞬变电磁响应的影响,得出了充电率η和频率相关系数c对瞬变电磁响应的影响较大,而直流电阻率ρ0和时间常数τ对其影响较小的结论。对某矿区受激发极化(IP)效应影响的实测数据进行了分析,认为由于受IP效应的影响而造成了电阻率反演结果无法分辨出矿体位置,最终根据TEM数据发生的倒转现象,划定了矿体的位置;经过钻孔验证,吻合较好。在高极化地区应用该数据处理方法,可以有效地提高TEM的探测精度。     

储层厚度和电阻率对海洋可控源电磁法的影响分析

随着海底油气资源勘探的进行,海洋可控源电磁法（CSEM）成为研究的热点。本文采用二维自适应有限元正演程序MARE2DCSEM,建立正演模型,模拟了不同厚度、电阻率对异常的影响。模拟结果表明：厚度一定时,MVO曲线和电阻率先成正比例,而在达到最大响应的收发距时则随之减少;电阻率相同时,厚度从小渐渐增大时,MVO曲线逐渐增大,在达到最大响应的收发距时则随之减小;储层厚度和电阻率变化是一个体积效应,当乘积相同时,归一化曲线差别很小,大约在2%左右,这为反演提供了理论依据。     

人口流动的空间相互作用、Markov链和线性规划分析——地理研究中综合应用数学方法的一个实例

在地理空间分析过程中,如何有效综合利用数学方法也是一种重要的方法问题.以河南省鹤壁市人口的空间流动为例,完成一个地理空间相互作用模型、Markov链和线性规划分析综合运用的实例:借助线性规划分析给出当前人口的合理分布,利用空间相互作用模型计算人口流动的合理格局,运用Markov链预测未来人口流动的趋势.这一套分析方法可以推广到其他区域和城市.在此基础上,提出了地理数学方法组群的概念,建议发展地理研究方法中的集成分析模式.在具体的方法应用上,也进行了一些创新尝试,例如根据地区经济发展水平估算该区域的合理人口,以此作为空间相互作用模型的到达数量.     

吸波材料的物理机制及其设计

吸波材料是一种重要的军事隐身功能材料,其机理本质上是电磁波与物质相互作用,入射的电磁波通过介质最大限度地转变成热能或其他形式的能.评价吸波效能的主要参数是损耗因子、复介电常数、复磁导率.作者用简单的等效电路分析了材料吸波机制,阐明了这些参数的物理意义,定性地给出了吸波材料的设计方向.分析结果表明吸波材料的电磁损耗机制分为3种类型,即电阻损耗型、介电损耗型和磁损耗型;设计吸波材料时要综合考虑损耗吸收和波阻抗匹配2种因素;多元复合尤其是纳米无机物与有机聚合物复合,将3种损耗有效结合,并尽可能阻抗匹配,这是实现轻质、强吸收、宽频、微波红外隐身兼容且综合性能好的吸波材料的有效途径;研究材料的吸波特性还必须从微观层次上用量子理论分析材料对电磁波的基本吸收过程.     

地下电波法在深层地下物探中的应用研究

采用矩量法研究了有耗媒质中有限长圆柱对称天线的辐射特性及三维金属地质目标散射特性.首先推导了有耗媒质中圆柱对称天线的海伦积分方程;然后利用等效原理建立导体表面的电流积分方程,并采用伽略金方法将积分方程组转化为矩阵方程组,求解出散射体表面的等效电流分布,计算出其散射场;最后以典型散射体为例,进行了仿真计算分析.数值计算结果表明,采用矩量法所得的数值计算结果与Ansoft HFSS仿真的结果具有良好的一致性,验证了理论分析的正确性与程序编制的可靠性.因此该方法在深层地下物探研究中有一定的理论和应用价值.     

地下电波法在深层地下物探中的应用研究

采用矩量法研究了有耗媒质中有限长圆柱对称天线的辐射特性及三维金属地质目标散射特性。首先推导了有耗媒质中圆柱对称天线的海伦积分方程;然后利用等效原理建立导体表面的电流积分方程,并采用伽略金方法将积分方程组转化为矩阵方程组,求解出散射体表面的等效电流分布,计算出其散射场;最后以典型散射体为例,进行了仿真计算分析。数值计算结果表明,采用矩量法所得的数值计算结果与AnsoftHFSS仿真的结果具有良好的一致性,验证了理论分析的正确性与程序编制的可靠性。因此该方法在深层地下物探研究中有一定的理论和应用价值。     

沿任意方向运动多层介质分界面上电磁波的广义传播特征分析

利用静止和沿任意方向运动坐标系间的Lorentz变换矩阵,以及运动分层介质界面上的边界条件、电磁场的状态方程和本构关系,推导平面波入射下多层介质沿任意方向运动时电磁波的广义传播特征.分析沿某一坐标方向运动多层介质电磁波的矩阵传递关系,并将这种传播关系退化到半空间分层介质界面沿任意方向,或且当多层介质运动速度为零时,其传...     

随机介质模型波场的有效统计特征

通过弹性波方程的交错网格有限差分正演,模拟了平面地震波在单层矩形介质模型中的传播及其自激自收时间记录.将理论记录剖面(垂直和水平分量)分割成5个不同的时间区段.在5个不同的时间区段上,分别计算剖面的统计特征:横向中心波数、纵向中心频率和波场能量相对值.这样,对应每一个弹性随机介质模型,均可计算得到15个不同的波场特征量.进一步引入了相对标准差的概念,并由此得到了若干有效波场特征量.通过正演模拟,依次研究了当介质的自相关长度变化、介质的自相关长度和粗糙度因子变化及介质的自相关长度和扰动标准差变化时的波场特征.讨论了介质模型发生变化时,对应的波场特征量的变化特点.     

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。     

基于电磁波衰减和相移特性的籽棉回潮率检测方法分析

根据电磁波在不同回潮率的籽棉中传播特点,提出了通过检测电磁波在籽棉传播过程中的衰减和相移变化来检测籽棉回潮率的方法,建立了籽棉回潮率与电磁波衰减和相移变化之间的数学模型。通过该模型实现了对籽棉回潮率的无损非接触式动态实时测量,克服了传统方法测试周期长、准确率低等缺陷,同时提高了籽棉收购过程中其回潮率检测效率。     

镀Sn-Ni硅酸钙镁晶须对镍粉/环氧树脂屏蔽涂料性能的影响

以镀Sn-Ni硅酸钙镁晶须和镍粉作为屏蔽功能填料,以环氧树脂作为黏结剂,按照涂料制备的方法,制备了一种新型镀Sn-Ni硅酸钙镁晶须/镍粉/环氧树脂电磁波屏蔽复合涂料,并研究了镀Sn-Ni硅酸钙镁晶须对镍粉/环氧树脂屏蔽复合涂料导电性和屏蔽性能的影响。结果表明,镀Sn-Ni硅酸钙镁晶须的最佳含量为占屏蔽复合填料的5%。当涂层厚度为0.3mm时,涂层的电阻率为1.32Ω.cm,在300 kHz~1.5 GHz频段内,涂层的屏蔽效能为37.197~46.139 dB。与不含晶须的涂层相比,电阻率降低了1.08Ω.cm,屏蔽效能提高了5.385~9.854 dB。该研究为矿产资源的综合利用和电磁环境污染的综合治理提供了一种新的思路和方法。     

SYT电磁波法探查矿井突水地质条件的应用研究

矿井突水是煤矿生产中危害性很大的地质灾害,一旦发生,在治理过程中需要准确了解突水通道的位置以及矿井赋水状况,通常运用地质、地球物理以及钻探的方法来确定突水的水文地质条件。SYT电磁波法接收反射回来的带有地下地质信息的电磁波,根据含水层特殊的物性特征,对采集的数据经过特殊的处理,从而得到反映地下含水层物性特征的曲线和柱状,就可以用来判断突水通道及富水性。通过对牛儿庄矿小窑巷道位置突水的探测研究,为下一步注浆堵水工程钻孔井位设计提供了比较可靠的物探、地质依据。     

磁致取向对镍粉填充丙烯酸酯复合涂层导电与屏蔽性能的影响

采用磁场控制导电镍颗粒在丙烯酸酯乳液中的排列,制备了镍粉/聚丙烯酸酯复合涂层.采用扫描电镜对施加磁场前后涂层的微观形貌进行了表征,研究了磁致取向对复合涂层电导率和屏蔽效能的影响,并结合动力学模型探讨了影响磁致取向时间的因素.结果表明,磁致取向可以在涂层中形成"纤维束"状的微观组织,提高其电导率,使复合涂层导电渗阀值从5.6%降至3.0%(体积分数).经磁致取向后涂层的屏蔽效能曲线变化均匀,电磁屏蔽效能得到优化;磁致取向时间可以通过改变磁场强度和体系黏度来进行控制.