重迭法及其在重磁数据处理中的应用

本文提出一种可在小内存计算机上作长剖面(或大面积)重磁异常的波谱计算的方法。运用该方法计算波谱,内存省,运算速度快。     

金银贵金属及其制品电子探针无损检测方法

制定了金、银、贵金属及其制品电子探针无损检测方法,确定了电子探针波谱法定性、定量分析条件,计算机校正计算程序及包镀金的鉴别方法。     

二维良导体的电阻率及面激发极化异常的计算

文献讨论了计算水平地形下三维矿体的面激发极化异常的方法。但对于走向延伸较长的矿体,用三维模型来计算,需要对整个矿体的表面进行剖分,工作量较大,同时占用计算机内存和所需的计算量也较大,显然是不太合适的。本文提出的水平地形点源二维良导体的电阻率及面激发极化异常的边界元解法,适用于计算这种情况下的电阻率及面激发极化异常。本方法只需在矿体截面的边界上进行剖分,原始数据的准备工作简单,加之引进了理想导体的假定,使所需计算机的内存和计算量都     

分数阶时间导数计算方法在含黏滞流体黏弹双相VTI介质波场模拟中的应用

相对于整数阶导数,分数阶微分算子可以更简洁地描述具有历史依赖性和空间全域相关性的复杂力学和物理过程。但是对分数阶波动方程进行数值模拟,计算量和存储量均较大,尤其对长时间或大计算域的模拟更是如此。文中给出了3种计算方法：全局记忆法、短时记忆法、自适应记忆法,并将这3种方法应用于含黏滞流体黏弹双相VTI （横向各向同性）介质分数阶波传播方程正演。通过对比3种方法的模拟精度、计算时间及占用内存发现：虽然短时记忆法可以通过设置短时记忆长度来调整计算时间与所占内存,但是短时记忆长度越短,精度越差;而自适应记忆法在保证精度的前提下,是短时记忆法与全局记忆法在计算时间与占用内存两方面的折衷。最后对各方法的利弊进行总结,为后续正演模拟及新的分数阶数值算法开发提供方法上的参考。在正演过程中,不仅要使所建模型更贴近实际地下介质,还需对选取的数值算法在计算时间、计算存储量和精度之间进行利弊权衡,以得到一个比较合理的数值算法。     

有限元水流计算中内存和运行效率初探

有限元在非恒定流计算中耗内存大、耗机时多的问题一直困扰着工程师,限制了有限元的应用.采用分步有限元方法离散二维浅水方程,并初步探索了行指标矩阵压缩存储稀疏矩阵的方法和效率以及预条件双共扼梯度法在求解有限元方法中形成的大型线性方程组中的效率,取得了满意的结果.在一定程度上缓解了有限元在非恒定流计算中存在的耗内存大、耗时多的问题.     

A·里特曼火山相稳定矿物电算程序

A·里特曼创立的计算火成岩稳定矿物组合新系统,受到国际上同行的替遍重视和肯定。但是,由于该方法的计算系统远比已有的其他计算方法复杂,手算耗时大,且易出差错,从而影响了这一方法的推广使用。为了提高里特曼法的计算效率,笔者于1985年在S—09多终端微处理机上田Basic语言编制了A·更特曼火成岩稳定矿物组合的电算程序,并为生产与科研处理了一批岩石化学成分数据。最近又根据用户要求。为节省内存,对程序中长石诺模图作了进一步优化,现将火山相部分作一报道,以便该方法在功能和内存较小的微机上推广。     

三维电阻率正演计算中的Lanczos迭代算法

在三维电阻率的正反演计算中,快速、准确的正演计算是反演的关键。而正演计算往往涉及到求解大型线性方程组Ax=b的问题,通过Lanczos迭代构造出对称三对角阵方程组,并采用正交分解法进行求解,与传统算法相比,此算法占用内存少、收敛速度快、且稳定;针对大型稀疏矩阵的特点,采用简单地记录矩阵的非零元素值及其所在行、列值的方法,来存储大型稀疏矩阵,可大大节省机器内存,提高运算速度。通过理论分析和点电源三维地电场计算实例,阐述该法是地电三维正演计算的有效方法。     

向量加权平均值在桥梁控制网平差中的应用

桥梁控制网一般为边角网,传统的平差计算方法很难合理确定两类观测值的权比,因此直接影响到平差结果的正确性以及控制网的可靠性和粗差探测的效果.采用赫尔默特方差估计,可以较好地解决定权的问题,但需进行多个矩阵连乘后的求迹运算,既费机时,又占内存,过程繁琐.基于向量加权平均值,对桥梁控制网的平差计算提出了一种新方法,推导出了相关的计算公式.该方法有别于传统的计算方法,不需要考虑边长,角度二类观测值合理定权的问题,算例表明该方法占用内存小、计算过程简单明了.     

在IBM—PC微机上进行二维电法有限元正演计算的讨论

讨论了利用微机进行二维电法有限元正演模拟中节省微机内存和有效利用微机内存及减少计算量的几项措施。      

基于EBE方法的三维有限元并行计算

在水利工程中,施工过程的模拟、动力的时域分析、开裂计算等,都对大规模并行计算提出了迫切的需求。然而,基于高斯消去的有限元直接解法,通常会占用大量的内存,并花费大量的CPU时间。而水利工程中的问题多为大带宽问题,这些问题更为突出。基于EBE-PCG方法的有限元方法,可以避免形成整体刚度矩阵,进而,显著减少内存的需求。而且,这种方法可以有效地并行实现,为大规模数值计算提供了可能。采用基于EBE策略的Jacobi预处理共轭梯度法,编制了有限元计算程序,并成功应用于溪洛渡、锦屏等工程的大规模数值分析。结果表明,对水利工程中的大带宽问题,该方法是一种很有效的并行计算方法。     

缓坡方程的有限元解法及应用

利用有限元方法离散椭圆型缓坡方程,能适用于复杂区域,并很好地拟合不规则边界;采用改进共轭梯度法求解离散方程组,可以大大降低计算内存要求,提高计算效率。利用结合上述两种方法的模式对规划的日照港区水域进行了波浪数值计算,并将计算结果与物理模型试验值进行比较,结果表明:该模式能适用于较大区域的波浪场计算,并可以得到较好的计算结果。     

基于显式时间积分的球颗粒DDA计算方法

非连续变形分析方法（DDA）是一种平行于有限元法的新型数值计算方法,该方法基于最小势能原理,把每个离散块体的变形、运动和块体之间的接触统一到平衡方程中进行隐式求解。然而,传统DDA方法在计算过程中需组装整体刚度矩阵并联立求解方程组,在用于大型岩土工程问题的三维数值模拟时占用内存较大、耗时较长、计算效率极低。因此,提出一种基于显式时间积分的三维球颗粒DDA方法。该方法在求解过程中不需要组装整体刚度矩阵,在求解加速度时,由于质量矩阵为对角矩阵,可存储为一维向量占用内存较少,且可分块逐自由度求解,效率较高,在接触判断上采用最大位移准则简化了接触算法,采用较小的时步,保证了计算的精确性;通过几个典型算例验证了该方法的准确性及计算效率。     

点源二维电阻率测深边界单元法

本文重点阐述了点源二维电阻率测深边界单元方法原理、方法技术。针对电阻率测深装置特点。提出的区间截断剖分法,有利于节省计算机内存,提高计算速度,降低成本。文中用边界元法计算了若干地电形体上对称四极测深和等比装置的ρs测深曲线,获得了一些有益的结果。     

基于非结构化网格的大规模磁测数据正则化反演研究

磁测数据解析正演的内存需求与模型规模、观测点数成正比,以其为依托开展大规模磁测数据反演时,计算成本较大。文章利用非结构化网格有限单元法进行磁测正演,分析了地表观测网格、边界节点数和局部网格密度等因素对正演计算精度的影响;在此基础上,基于灵敏度矩阵隐式存储的高斯-牛顿法求解正则化反演目标函数,实现了大规模磁测数据三维反演。理论模型试算和铀矿区域实测数据案例表明,文章所述方法可保证正演计算的精确度,提高了计算效率、减少了反演的内存消耗,可用于复杂条件下大规模磁测数据的三维反演。     

LANCZOS迭代算法及其在三维地电场数值模拟计算中的应用研究

在三维电阻率的正演计算中往往涉及到快速、准确求解大型线性方程纽Ax=b的问题。通过采用有限差分法来构造出求解点电源三维地电场的大型稀疏对称线性方程组。并引入Lanczos迭代技术，构造出三对角阵方程组，然后采用正交分解法进行求解，它是Krylov子空间方法中的一种。与传统迭代算法相比，它占用内存少，收敛速度快且稳定。针对大型稀疏矩阵及MATLAB语言的特点，采用简单记录矩阵的非零元素值及其所在行、列值的方法存储大型稀疏矩阵，可大大节省机器内存，提高运算速度。理论分析和计算实例显示，此算法是地电三维正演计算的有效方法，为下一步的反演计算打好基础。     

地震层析成像中LSQR算法的快速求解

针对传统LSQR反演算法计算时间长、占用内存大的不足,这里提出了一种LSQR的快速算法,通过线性三元组存储稀疏矩阵,实现相应的矩阵运算,使LSQR算法的运算速度及内存占用都有较大地改善。     

基于OpenMP加速的无单元逆时偏移成像

有限元法(FEM)和有限差分法(FDM)被用于求解地震波动方程,但该两种方法,在实际运用中,计算精度和效率会出现一些不足。事实上,无单元法(EFM)已经被用于地震波模拟和偏移成像,与FDM和FEM相比,EFM具有独特的优势:不需要事先划分大量网格,仅需要研究区域中节点和边界的信息,具有局部拟合的特点。但当前EFM处理地震波模拟和成像仍存在很多问题,如求取系数矩阵耗费过多计算机内存和计算量过大的问题。这里对系数矩阵采用按行压缩(CSR)的格式存储,并采用分步计算的策略。在时间递推过程中,求解线性方程组,为了提高计算效率,基于已有的FDM数据,利用OpenMP多核加速。通过上述方法,有效地解决了内存限制和计算效率的问题。数值算例表明,这里提出的方法是精确和高效的。     

不同小波基函数在重力梯度异常正演计算中的应用研究

在复杂地质体的重力梯度异常正演计算中,会生成巨型稠密的灵敏度矩阵,相对应的内存存储需求和矩阵向量乘法的耗时都会增加。笔者基于小波变换理论,首先从理论上给出了小波域中的重力梯度异常正演方程,之后选用不同小波基函数进行模型正演对比实验探讨计算效率。研究表明Db3小波基函数能有效减少正演计算中灵敏度矩阵对内存的需求,同时减少矩阵向量乘法操作数。     

地面岩石波谱测试找矿综合研究——以山西灵丘地区为例

结合区域地质背景,从实测岩矿波谱出发;对实测波谱进行预处理,建立实测波谱库;以岩矿波谱特征理论为指导,以实测样本波谱特征为参照,分析不同矿物波谱具有的特征谱与诊断谱,通过野外岩石样品岩矿鉴定,利用多元线性拟合的方法,从实测波谱中反演氧化物含量,其结果可靠。采用克里金插值法对研究区氧化物进行插值,利用分形理论提取各氧化物异常;采用异常叠加法得到研究区异常集中区。结合化探异常及地质背景,提取了研究区31个找矿远景区。     

计算任意形体磁异常的边界元法

本文提出一种新的数值方法,计算任意形状磁性体的磁异常。首先将磁位的边值问题转变为磁性体表面的积分方程。然后用边界单元法解积分方程,求得磁性体表面的磁位及其法向导数。根据这些数值,即可计算空间任一点的磁场强度。与有限单元法相比,本方法所需的计算机内存少。原始数据输入较简单,算例表明,计算精度高。本方法可在微型或小型计算机上实行三维运算。