一种简便的海洋P-SV转换波叠前偏移成像处理方法

在莺歌海盆地，地震模糊区的成像一直是勘探工作中的一大难题，1998年在该地区采集了多波地震资料，通过对P—SC波的处理，在模糊带成像方面取得了较好的处理效果。在对常规P—SV波处理中的偏移技术等存在的特殊问题进行分析的基础上，提出了一种P—SV波叠前偏移处理的方法，该方法将输入道分选成共转换散射点道集（CCSP），在CCSP道集中，双程旅行时和等效炮栓距之间满足双曲线关系，故而使得常规处理P—P波的Kirchhof叠前偏移在此也可以运用，至于速度分析它也可以运用P—P波的速度分析方式来进行，因此采用该方法简化了转换波的处理，同时也提高了P-SV波的成像效果。     

使用回折波走时数据的起伏地表速度建模方法

传统的走时层析方法依赖于初始速度模型,需要射线追踪计算,速度建模效率低。常规的回折波走时反演方法速度建模效率较高,但通过对走时曲线拟合获取射线参数,受地形起伏和走时误差的影响很大,速度建模精度较低。为兼顾近地表速度建模的效率与精度,本文改进了回折波走时方程,提出一种基于回折波走时方程的起伏地表速度建模方法。该方法将每一个共中心点道集按偏移距大小进行选排并分段,在每一个偏移距段内,先利用回折波走时方程逐道计算相应的回折点位置和速度,再对各个炮检对的计算结果进行最小二乘拟合及反距离加权,获得统计平均回折点位置和速度值。对每个共中心点道集均做上述处理,从而建立近地表速度模型。理论模型测试和实测资料应用验证了本文方法的正确性和实用性。     

基于接收函数法的阿拉斯加中南部地幔转换带特征研究

太平洋板块向北美板块俯冲,在北美洲阿拉斯加大陆边缘形成了碰撞造山带和俯冲构造带,前人对该区域阿拉斯加俯冲带地幔转换带的研究存在分歧,一种观点认为太平洋板块俯冲至阿拉斯加中南部下方的地幔转换带内部,引起地幔转换带增厚,另一种观点则认为地幔转换带增厚是由于库拉板块残留造成的。因此,研究阿拉斯加俯冲带区域地幔转换带的精确成像对于厘清太平洋板块俯冲机制和俯冲过程具有重要意义。本文利用美国地震联合学会（IRIS）在阿拉斯加区域布设的USArray部分固定台站接收到远震事件的波形资料,采用天然地震P波接收函数与共转换点道集叠加的方法,反演得到了阿拉斯加山脉和育空高原410 km、660 km间断面和地幔转换带的厚度结构。结果表明：由于太平洋板块俯冲至地幔转换带内部,使得410 km间断面在阿拉斯加山脉东部和育空高原与阿拉斯加山脉交界处的弧形区域出现了抬升现象,抬升幅度为0～20 km,进而导致在该区域出现不同程度的地幔转换带增厚的现象,验证了第一种观点。另外,该地区地幔转换带结构显示,660 km间断面在阿拉斯加山脉东部以及阿拉斯加山脉与育空高原交界的东部出现下沉现象,故此推测阿拉斯加中南部部分区...     

空间位置信息的多源POI数据融合

为从2个来源不同的POI数据集合中准确找出用于融合的对应对象,在国外研究成果的基础上提出1种改进方案,该方案在空间位置属性的基础上利用非空间属性相似度来提高结果融合集的准确性。技术路线如下:首先对2个POI数据集合实施空间位置方法找出对应对象组成的初步融合集,然后使用低阈值的名称属性相似度方法排除由空间位置方法找出的错误对应对象,最后使用高阈值的名称属性相似度方法找出空间位置方法未能找出的对应对象。用多组POI数据集合测试改进方案,结果表明融合集的准确率、召回率以及F1值都有明显提高。     

地震静校正的相对时延法

折射波时延法假设折射层速度横向变化不大和折射面起伏不大,且同时求取炮点和接收点的延迟时间,存在"此消彼长"的问题。针对这些问题,提出了折射波相对时延法。利用共炮点道集相邻接收点的折射波时差和共接收点道集相邻炮点的折射波时差,实现了炮点相对延时和接收点相对延时的独立求取,并利用已知控制点上的绝对延时或基准面静校正值,结合基点网平差方法,把相对延时转成绝对延时或基准面静校正量。同时,通过对相邻两道记录进行互相关确定相邻道的折射波时差,避免了低信噪比地震资料连续追踪同一折射层来拾取初至时间的困难。对理论模型合成数据和实际资料的测试表明,相对时延法克服了常用时延法的不足,对折射层速度变化和折射面起伏有较强的适应性。     

地震成像道集域的变周期预测反褶积

针对残余多次波的识别与压制问题,提出了1种应用于成像道集域的变周期预测反褶积方法.与传统的预测反褶积方法不同,该方法首先根据所建立的强波阻抗界面的深度-速度模型,在地震偏移剖面上追踪识别出残余多次波,并根据其传播时间确定出相应变化的多次波周期或预测步长,然后在成像道集上对含有残余多次波的成像道进行变周期预测反褶积压制处理,最后再将剔除残余多次波后的成像道集合成为新的地震偏移剖面.实验处理的结果表明:该方法不仅对微屈多次波有效.而且对残余的长周期鸣震多次波也可达到令人满意的压制效果.     

炮集域压制海水鸣震的τ-p变换法

利用Radon变换压制多次波的传统做法一般都是先进行叠加速度分析,然后在CMP道集上做相应滤波处理.实际资料处理中,带有多次波的速度分析难以准确地提取速度,进而造成多次波压制的效果不够理想.有别于传统的做法,本文提出的方法通过对炮集记录进行同相轴重排,运用变换域自适应切除的τ-p变换(线性Radon变换)滤波,实现了直接在炮集记录中压制海水鸣震.实际资料处理表明,该方法对于海水鸣震多次波压制是一种行之有效的方法.     

浅水多次波衰减技术在多道地震数据处理中的应用

拖缆采集的海上多道地震数据受海水间传播的多次波影响,往往在共炮点道集上发育周期性的强振幅干扰波,这些噪音会掩盖海底以下及强反射层以下地层的面貌,严重影响多道地震数据的成像效果。为了消除海上多道地震数据中存在的海水间传播的多次波对地震数据的干扰,首先分析浅水多次波在海水间多次震荡的产生机制,采用了τ-P域静校正延迟技术对其进行压制,处理的核心是在τ-P域对周期性多次波模型进行预测,再通过自适应相减以去除地震数据中的多次波。实际资料处理结果表明,方法对海水间震荡的浅水多次波具有很好的压制效果,经过浅水多次波去除后的叠加剖面信噪比得到有效提高,剖面的品质得以提升。     

基于多次反射等效界面模型的海上三维多次波预测与剔除

本文在系统分析倾斜界面多次波传播路径的基础上,提出了一种基于多次反射等效界面模型的多次波追踪与剔除方法,通过构建多次反射等效模型,将复杂的多次波反射路径转化为更易射线追踪的一次反射路径,实现了炮集域三维地震多次波的高精度射线追踪;在此基础上,再通过FK滤波算法实现了多次波的有效剔除。该方法避免了常规CMP域多次波剔除时的共面元道集覆盖次数分布不均匀以及动校畸变的问题,且可高效高精度的实现三维地震多次波的预测与剔除。理论模型检验和海上实际资料的处理结果均验证了该方法的有效性。     

基于波动方程的检波点二次定位

在进行浅海过渡带地震资料采集时,需要将电缆和检波器沉放到海底,由于洋流、潮汐等因素的影响会使检波点的实际位置与预设位置不同,从而严重影响了后续的地震资料处理工作,因此需要对检波点进行二次定位。在海底检波点二次定位中,炮点位置已知而检波点位置未知,需要从多个炮点位置正向外推波场,使波场逐步延拓到检波点,以此来获得检波点的位置。具体实现是在海底划分网格应用克希霍夫积分法外推渡场,获得网格点的能量值,能量最高的网格点便是检波点的位置。在划分网格时需要先粗分网格,求得网格点能量值,然后在能量高的网格点区域重新细分网格,通过细分网格点的能量值来确定出检波点位置。在检波点二次定位中利用的主要是直达波的波场信息,在预处理时,需要突出直达波压制干扰波。基于波动方程的检波点二次定位在模拟和实际地震资料处理中都得到了良好的效果,验证了这种方法的可行性。     

Hydrodynamic analysis and shape optimization for vertical axisymmetric wave energy converters

The absorber is known to be vertical axisymmetric for a single-point wave energy converter (WEC). The shape of the wetted surface usually has a great influence on the absorber’s hydrodynamic characteristics which are closely linked with the wave power conversion ability. For complex wetted surface, the hydrodynamic coefficients have been predicted traditionally by hydrodynamic software based on the BEM. However, for a systematic study of various parameters and geometries, they are too multifarious to generate so many models and data grids. This paper examines a semi-analytical method of decomposing the complex axisymmetric boundary into several ring-shaped and stepped surfaces based on the boundary discretization method (BDM) which overcomes the previous difficulties. In such case, by using the linear wave theory based on eigenfunction expansion matching method, the expressions of velocity potential in each domain, the added mass, radiation damping and wave excitation forces of the oscillating absorbers are obtained. The good astringency of the hydrodynamic coefficients and wave forces are obtained for various geometries when the discrete number reaches a certain value. The captured wave power for a same given draught and displacement for various geometries are calculated and compared. Numerical results show that the geometrical shape has great effect on the wave conversion performance of the absorber. For absorbers with the same outer radius and draught or displacement, the cylindrical type shows fantastic wave energy conversion ability at some given frequencies, while in the random sea wave, the parabolic and conical ones have better stabilization and applicability in wave power conversion.     

一种海洋柔性胶囊波能发电装置研究

海洋波浪能可再生能源的开发是未来发展的趋势,开发设计更为高效的波能转换利用装置是开发利用波浪能的关键。根据脉搏脉动机理,设计发明了一种柔性胶囊发电装置,利用柔性结构的强收缩性,让其随着波峰波谷收缩扩张,进而形成脉动来传输水体,使相连尾端竖管内水位随着脉动骤升骤降来压缩排出和快速吸入空气。进行了一系列探索性实验,着重研究柔性材料厚度、波高、周期、气室孔径对该试验装置的波能转换率的影响,数据表明,柔性硅胶管有很好的聚波作用,气室的设计和建造对波能转换效率有较大的影响。     

不规则波激励下磁力双稳态波浪能转换装置的能量捕获特性研究

该研究提出了一种新型磁力双稳态机构,主要由一对同向充磁的负刚度磁环,附加一对异向充磁的正刚度磁环组成,可通过调整磁环参数有效改变双稳态装置的势垒高度,从而克服传统型双稳态装置在小幅波浪激励下转换效率低的难题。基于Cummins方程建立了系统的时域非线性动力学模型,其中采用状态空间模型替代了辐射力的卷积积分项用于加快计算速度。采用四阶龙格库塔方法求解动力学方程,获得系统响应解。采用Jonswap波浪谱,研究了不规则波激励下波浪能转换装置的转换效率随双稳态结构参数以及波浪激励参数的变化规律。结果表明,新型磁力双稳态机构在合适参数下可以达到降低势垒高度和拓宽平衡点间距的效果,从而显著提高波能捕获效率,拓宽波能捕获频带,尤其是大幅提高了系统在小波高激励下的捕获宽度。     

基于实测应力的半潜平台疲劳损伤分析

疲劳破坏是海洋结构物发生破坏的一种主要形式,深水半潜平台在海上运输、作业、停滞时会受到交变的风、浪、流载荷作用,进而引起结构关键节点处的疲劳损伤,影响平台安全性。以"海洋石油981"半潜钻井平台为研究对象,利用光纤光栅应变传感器对结构高应力区进行应力监测,获取测点处应力时历数据。将监测位置划分为四个监测板块,采用四点雨流计数法对测点应力进行处理,得到以离散形式给出的应力循环幅度与相应循环周次。参照DNV《海上钢结构疲劳设计规范》推荐的S-N曲线,基于Miner线性疲劳累计损伤原则,得到各个测点处的总体疲劳损伤度。选取具有最大疲劳损伤度的危险测点,并结合海上实测总时长,预测半潜平台的总体疲劳寿命。     

双矩形浮子波能装置辐射问题的解析方法

在有限水深下1个漂浮在水中的矩形浮子和1个淹没在水下的浮子构成双矩形波能装置模型。基于特征函数展开法求解了线性入射波作用下双矩形浮子波能装置的辐射问题,得出了双矩形浮子辐射速度势的1种新解析式,然后根据Haskind关系由入射势和辐射势来计算波浪激励力,并且采用数值方法对相同算例进行了计算,得到了完全一致的结果,从而证明这种方法是正确的。研究了在不同工况下的波浪激励力和系统的水动力学系数变化的规律。     

Design and Experimental Study of A Pile-Based Breakwater Integrated with OWC Chamber

A structure scheme of a pile-based breakwater with integrated oscillating water column(OWC) energy conversion chamber was proposed, and four structure forms had been designed. Based on the physical test, the variations of the reflected wave height, the transmitted wave height, the air velocity at the outlet of the chamber, the air pressure and the wave height in the air chamber were studied under the conditions of different wave heights, periods, with or without elliptical front wall and the baffles on both sides of the chamber. Moreover, based on the results, the changes and relationship between the wave-eliminating effect and energy conversion effect of the scheme were analyzed. In general, it turns out, the transmission coefficients of the four structure forms are kept below 0.5. Furthermore, the transmission coefficients of the structural forms G2, G3, and G4 were all smaller than 0.4, and it is only 0.1 at its smallest. Thereinto, in general, the structure form G4 has the best wave-eliminating and energy conversion performance. At the same time, when the wave steepness is 0.066, the energy conversion and wave dissipation effect of the four structure forms is the best. The research results could be provided as the reference for the design structure selection of pile-based breakwater with integrated OWC energy conversion chamber.     

Wave prediction using wave rider position measurements and NARX network in wave energy conversion

Several control methods of wave energy converters (WECs) need prediction in the future of wave surface elevation. Prediction of wave surface elevation can be performed using measurements of surface elevation at a location ahead of the controlled WEC in the upcoming wave. Artificial neural network (ANN) is a robust data-learning tool, and is proposed in this study to predict the surface elevation at the WEC location using measurements of wave elevation at ahead located sensor (a wave rider buoy). The nonlinear autoregressive with exogenous input network (NARX NN) is utilized in this study as the prediction method. Simulations show promising results for predicting the wave surface elevation. Challenges of using real measurements data are also discussed in this paper.     

畸形波数值模拟和定点生成

采用David L等人提出的数值模拟产生畸形波的方法,以Longuet-Hinggins模型为基础,利用一个基本波列和一个瞬态波列线性叠加模拟波面,在很短的波列中得到畸形波,从而使模拟畸形波的效率提高。得到的畸形波畸形程度较高,并且可以控制畸形波出现的时间和地点。用该方法模拟实测畸形波并与其进行对比验证,结果表明模拟产生的畸形波和实测畸形波吻合良好。以此方法为基础,在实验室内物理产生畸形波将更加具有可操作性。     

Energetics of tidally generated internal waves for nonuniform stratification

The generation of internal waves from barotropic tides can be quantified in terms of the conversion rates. These have often been obtained by applying the WKB approximation, which yields an expression for the conversion rates which is proportional to the seabed buoyancy frequency   N _B   . For small values of   N _B   or strong variations of the buoyancy profile   N ( z )  , this gives unreliable results. Using homogenization theory it is here shown that the conversion rate instead depends on the value of   N ( z )  averaged over a vertical region at the bottom of the same magnitude as the vertical length-scale of the internal wave, which for the lowest modes is of the same order as the entire ocean depth. This gives a substantially larger conversion rate.