基于广义旋转法双九点格式标量波方程数值模拟

前人虽然基于传统旋转法提出了四阶精度最优17点差分格式，用于提高频率域地震波场数值模拟精度，但其仅适用于等网格间距的情形.这大大限制了该格式的使用范围.为了进一步提高17点有限差分格式的数值精度并将其推广到矩形网格，本文基于二阶精度有限差分算子利用广义旋转法提出了双九点格式，由于其差分格点与前人17点格式在分布上一样，所以也可称为二阶精度最优17点格式，但由差分格式构造原理上来讲，称其为双九点格式更妥.前人四阶精度17点格式仅为本文等网格间距情形时的特殊情况，本文方法单位波长网格点数仅需要2.2个即可.本文格式在继承传统旋转法良好几何旋转性质的同时，拥有平均导数方法适用于矩形网格的特点，和平均导数法所得的广义17点格式相比，本文格式数值精度更高，数值频散抑制性能和差分算子对称性更好.同时，本文双九点格式方法和思想对于后人借助传统九点格式的构造方法将其扩展到17点格式求解各类波动方程具有十分重要的意义.     

裂隙弱度参数的波场特征

本文将Schoenberg线性滑移裂隙介质理论应用到HTI(LSD)介质的弹性波波场数值模拟之中.主要针对描述裂隙状态的2个裂隙参数--法向弱度EN和切向弱度ET对波场的影响进行了有限元模拟.模拟结果揭示了EN主要影响快波而ET主要影响慢波的波场特征,通过EN和ET变化对应的裂隙含水程度说明了EN对裂隙中的流体敏感而E...     

东亚地区春季二氧化硫的输送与转化过程研究I.模式及其验证

结合新近评估的东亚地区污染源资料,作者利用一个耦合的区域化学输送模式系统以探讨东亚地区春季期间气象过程、气相与液相化学过程、非均相化学过程、气溶胶过程和干湿沉降过程对二氧化硫输送及转化过程的影响,并研究二氧化硫和硫酸盐气溶胶的空间分布及变化特征.模拟的二氧化硫和硫酸盐气溶胶的浓度值与2001年春季飞机和地面获取的观测值进行了比较.比较结果显示,模拟值与观测值具有很好的一致性,模式系统很好地反映了二氧化硫和硫酸盐气溶胶的分布特征和变化规律,再现了许多观测到的重要特征,为进一步分析模拟结果奠定了基础.     

关于“气煤弹性各向异性系数实验测试”一文的讨论

研究、确定气煤弹性各向异性的类型和大小,对煤田地震各向异性理论的研究具有重要意义."气煤弹性各向异性系数实验测试"一文通过对15块气煤岩样的超声测量,对气煤的弹性各向异性特征进行了分析,获得了对气煤地震勘探有指导意义的结论.但该文的一些理论概念和公式的使用及结论的获得有值得商榷的地方.本文针对此提出了一些修正意见,并利用该文的测试数据进行了补充分析,获得了气煤弹性各向异性相对完整的认识.     

起伏地表条件下各向异性地震波最短路径射线追踪

在地震波正反演研究中,考虑起伏地表和地震各向异性具有非常重要的理论意义和实际应用价值.本文在前人研究的基础上,将最短路径追踪算法引入到起伏地表各向异性介质模型的地震波走时计算中.模型剖分时,整体模型划分成正方形单元,起伏边界附近以不规则网格逼近,进而采用非规则节点布置实现非规则网格处的最短路径计算.追踪计算中采用Sena群速度近似公式,得到各向异性地震波的走时,实现了复杂地表情况下各向异性介质模型中地震波的射线追踪.理论模型计算结果显示,本文方法能够可靠地应用于复杂各向异性介质模型,具有较高的计算精度.     

东亚地区春季一氧化碳的输送特征研究

以ECMWF ERA-40再分析资料构建的气象场为驱动场,利用全球三维大气化学模式MOZART-2,模拟了2001年3月大气污染物浓度的全球时空分布,并以一氧化碳(CO)作为示踪剂分析了春季东亚污染物向西太平洋地区输送的路线和机制.为了检验模拟结果的合理性,对TRACE-P 期间典型天气过程下的模拟结果与观测结果进行了比较.比较结果显示,模拟结果可以较好地再现2001年春季冷锋过境期间与东南亚深对流运动加强的天气形势下,东亚污染物向西太平洋地区输送的2大主要路径及其特征:(1) 污染物被冷锋系统提升后,在对流层中层向西太平洋快速传输;(2) 强烈的大气对流运动可以导致东南亚生物质燃烧产生的污染物在对流层上层向西太平洋输送.     

非均匀介质中地震波传播的数值模拟

地震波场数值模拟方法多种多样,各种方法都有各自的特点.这里推出一种全新地震波场模拟方法--基于Forsyte广义正交多项式的迭积微分算子法,该方法将计算数学中的Forsyte多项式,应用到地震波传播的数值模拟中,它同时具有广义正交多项式迭积微分算子的高精度和有限差分短算子算法的高速度.通过对算子长度的调节及算子系数的优化,可同时兼顾波场解的全局信息与局部信息.复杂非均匀介质模型数值模拟结果说明了该方法的可行性.将该方法的计算结果与傅氏变换伪谱法、错格高阶有限差分法相比较,结果说明,该方法在波场模拟方面具有较好的发展潜力,并具有自身独到的优越性.     

最优化广义离散Shannon奇异核交错网格褶积微分算子地震波场模拟

笔者基于离散Shannon奇异核褶积微分算子(GDSCD)计算地震波速度应力方程的空间导数,推导了一阶GDSCD的具体形式,并提出了优化方法,即在频率域逼近平面波的真实导数,得到了不同半径和采样下限的最优窗函数系数,通过滤波响应分析算子精度,与多种数值方法对比以及模型测试表明,笔者构造的最优化GDSCD模拟地震波具有较高的计算效率和精度.     

大亚湾核电站厂址区域大气扩散研究

采用一个基于流体静力平衡的动力学诊断模式对大亚湾核电站厂址区域的气象场进行实际模拟,研究了复杂地形和下垫面对流场的动力和热力作用。数值实验表明：模式能很好地模拟中尺度局地环流的基本特征和变化规律。在模拟气象场的基础上,利用Monte Carlo多源模式计算了污染物的时空分布和干湿沉积量。模拟结果显示：模式很好地反映在海陆风和山谷风环流及排牙山影响下大气参数的非均匀性和非平稳性。     

天津市空气污染数值预报试验中的模式系统

介绍了天津市空气污染数值预报实验中城市空气污染数值预报模式系统的构成及各模块的功能。在天津市空气污染预报实验期间, α中尺度气象模式对区域范围内的逐时风、温、湿及其降水预报取得了较好的效果, 且模式的计算时间短; β中尺度气象模式在边界层内具有较高的垂直分辨率, 模拟结果合理, 其中计算与观测的风向差小于６０ｏ的概率达到６４３％ , 计算与观测的风速比值接近于１; 预报的地面ＳＯ２、ＮＯｘ和ＴＳＰ浓度与同步监测值相比, 城市空气污染预报模式对ＳＯ２和ＮＯｘ的日平均浓度的预报效果较好, 预报准确率达６４０％ , 而对ＴＳＰ的预报则较差