下边界条件为水位流量关系的扩散波洪水演算方法研究

经大量的理论分析和实际洪水演算表明,扩散波可较好地反映洪水波的运动特点。本文基于河道下断面的水位流量关系和连续方程的联立求解,导出了水位流量关系型的下边界条件。利用Laplace变换,得到了扩散波方程在该边界条件下的解析解。文中的求解过程表明,可利用该法进行洪水演算,关键在于如何与实际洪水结合,这个问题有待进一步地分析研究。     

具有预见期的洪水演算方法研究

利用线性运动波方程数值解的数值扩散,在一定条件下可以模拟扩散波物理扩散的观点来建立洪水演算方法,是一条不同于通过槽蓄理论建立洪水演算方法的新途径.本文采用一种新的差分格式,导出了一种新的本身具有预见期的洪水演算方法,不仅给出了用数值扩散模拟物理扩散的条件,而且给出了保证计算成果稳定性的条件.提供的计算实例表明,该法可取得具有一定预见期的令人满意的预报成果     

马斯京根-康吉洪水演算方法的稳定性分析

基于运动波差分解的数值扩散,在一定条件下可以模拟扩散波物理扩散的概念,利用有限差分方法,建立了马斯京根-康吉洪水演算方法.对于该差分格式中的权重系数X,国内外长期以来没有统一的定论.本文据此利用Von Neumann稳定性分析方法,对该差分格式进行了较为深入的分析,且得到了该差分格式的稳定性条件.     

扩散波的时空反演与洪水实时预报技术

以扩散波方程描述天然河道中的洪水波运动规律。将数学物理反问题理论和离散反演算法与河道流量演算相结合提出了扩散波实时预报的方法。该法的特点是在求解流量场Ｑ（ｘ,ｔ）的同时反演计算扩散波波速Ｃ（ｘ,ｔ）和扩散系数Ｄ（ｘ,ｔ）,根据不断监测的新信息系列,直接利用原偏微分方程进行参数的实时校正和预报过程实时修正。     

基于遗传算法的扩散波洪水演算参数的确定方法

大量的理论分析和实际洪水演算表明,扩散波方法是一种既具有足够精度又相对简单的一类洪水演算方法。以线性扩散波方程在自由下边界条件下的解析解为例,利用遗传算法来确定扩散波方程的参数。遗传算法和一般的优化算法不同,它具有全局寻优能力,一般能得到问题的最优解或准最优解,是一类优秀的非线性函数优化方法。实例计算结果表明,采用遗传算法所得到的参数精度较高,可以类推到其它水文模型的参数率定中去。     

洪水波分析及波型的模糊识别

一、引言圣维南方程组通常被用来描述河渠中的非恒定的流动,对应于动量方程的不同形式与连续方程的组合,则可得到动力波,惯性波、扩散波和运动波等不同洪水波模型。动量方程中保留所有的项,即得通常所说的动力波,本文称为全方程情形,亦指除惯性     

线性扩散波洪水演算模型研究

扩散波概念的提出至今已有近半个世纪。在前人研究的基础上,着重讨论如何把扩散波解析解用到天然河道的洪水演算中去,即通过把入流过程离散成带常系数的单位矩形入流之和,将单位线概念引入具有自由下边界的线性扩散波洪水演算模型,并给出了确定天然河道Ｃｋ和μ的实用方法。用于黄河下游６个河段的洪水演算获得了令人满意的成果。扩散波洪水演算模型,继承了水力学方法的长处,又具有水文学方法的优点,可能有罗好的开发应用前景     

涨落差法原理浅析及其在洪水预报中的应用

从河道洪水运动波方程的有限差分解入手,推导出了涨落差法的计算公式,进而证明该计算公式为河道洪水扩散波方程二阶精度的有限差分解。该洪水预报方法参数少,计算方法简单,有预见期。实际应用表明,涨落差法的特点是实用性强,而且具有较高的洪水预报精度,但同时也存在误差累积的缺点。     

渐扩散水跃跃长的研究

首先通过对作用于渐扩散水跃的压力分析,阐述了渐扩散水跃跃长总比非扩散水跃跃长短的原理。在此理论基础上,考虑边墙扩散角的影响,建立了渐扩散水跃表面质点运动方程,并结合动量方程和连续方程,推导出渐扩散水跃跃长的半理论、半经验公式。同时,引入非扩散水跃跃长经验公式,使渐扩散水跃跃长公式大大简化。其次,对该理论的局限性进行了分析,得到了该公式的适用范围。在该范围内,该公式能较好地吻合实验结果,从而该理论得以证实。最后对各家渐扩散水跃跃长经验公式进行分析归类,并推荐工程适用公式,以便工程运用。     

瞬变弹性动力问题的一个边界元法

本文给出了瞬变弹性动力问题的一个边界元法。该法是利用威尔逊——θ法的差分公式,把运动方程化为椭圆型微分方程。根据贝蒂定理和动力点荷载的特解,可获得动力问题的边界积分方程。这个解法是在真实时间域内逐步求解的,不需要使用拉氏变换。一个应力波传播的数值算例证实了该方法使用方便,且解答精度较高。     

三峡蓄水后库区洪水波传播规律初步分析

三峡水库蓄水后,原天然河道变成水库回水区,库区内洪水传播特性发生显著变化,且不同库段内洪水传播特性随库水位及上游来水条件而改变。针对三峡蓄水后库区水力条件变化,基于MIKE11模型模拟计算不同库水位及来水条件下洪水波在库区传播时间,以及影响洪水波传播的水流速度,运动波、动力波传播速度等因子,通过对计算结果验证与分析,初步揭示了三峡库区内不同库段在各种来水条件下的洪水波特性以及变化规律。     

基于粘滞性声波方程的吸收补偿方法

通常地层介质都是粘滞性的,由于地层的吸收作用,地震波在向下传播过程中能量被衰减,特别是高频能量的衰减,使反射信号频带宽度变窄。为了补偿被吸收的能量,笔者采用粘滞声波方程波场延拓方法进行能量吸收和衰减补偿。首先,从粘滞性波动方程波场延拓函数理论出发,推导了波场延拓函数稳定性条件;其次,对其有效性进行了测试和分析;最后,通过设计数值模型进行正演模拟对比试验,证明了基于粘滞性声波方程的吸收补偿方法能够很好地对粘性介质吸收衰减进行能量补偿,改善处理效果。     

等时叠加波动方程叠前正演

非零炮检距地震正演模拟在复杂区叠前地震资料处理和解释中有着重要意义。通常使用射线追踪法和全程波动方程法来实现这一模拟。通过提出等时叠加原理和数学检波器表达式，形成了非零炮检距地震正演的新一类方法——单程波动方程法。该方法与射线追踪法相比能保持波的动力学特征，正演结果与实际地震记录相似性好。并且在计算过程中，人工干预的程度低，操作简便。与全程波动方程法相比，该方法计算效率高，且不产生直达波、多次波等干扰，信噪比高，与目的层相对应的一次波突出，波型识别难度不大。因此，单程波动方程法特别适合于复杂油气藏反射地震资料的正、反演研究。     

交通荷载作用下地基中Love波的传播特性

Love波的传播特性对动力响应和工程勘探都具有重要意义。运用解析法建立了交通荷载作用下双层地基中Love波的特征方程和位移表达式,并对方程进行了求解,得到了不同交通荷载情况下地基中Love波的弥散特性和位移分布情况。结果表明,交通荷载作用下Love表面波的传播速度不仅与土层的剪切波速度有关,而且与土层的压缩波速度有关。     

电磁驻波法地球物理勘探

讨论了电磁波垂直于地层传播时,与反射电磁波干涉产生的驻波,并得出在地面形成波腹与波节的条件。测定波腹频率,就可以根据文中给出的推导方程,计算出地层厚度,以及地层底界面两侧介质电磁参数的相对大小。指出了至少有4个自然电磁波源辐射电磁波,可供人们进行电磁驻波法地球物理勘探使用。     

三维定位原理与三维反射波场模拟

在三维正演模拟定位原理基础上 ,以单程声波方程作为波场外推手段 ,实现三维叠前反射波场模拟 ,完全克服了全波方程模拟的 3个问题。在波场外推中 ,使用波动方程的混合解法 ,即以波动方程解析解 (相位移法 )为主 ,在介质速度横向变化的地方 ,用数值解 (45°有限差分 )作补充 ,使得整个算法精确、快速 ,既能处理复杂构造 ,又能适应速度的任意变化。     

二阶弹性波动方程高精度交错网格波场分离数值模拟

给出了一种等价的二阶弹性波动方程,以解决弹性波场中完全弹性波动方程不能完全分离耦合的纵、横波波场问题.应用高阶交错网格有限差分法求解该波动方程,并使用通量校正技术(FCT)进一步压制频散,采用均匀介质模型和层状介质模型进行波场分离数值试验,精确得到了混合波场、完全分离的纯纵波及纯横波波场.数值结果分析表明,本文方法在均匀介质情况下准确可靠,在分离后的纯纵、横波波场中可观察到较为丰富的能量转换信息,这对认识复杂弹性波的传播规律及弹性波理论具有重要意义.