分析隔水边界附近抽水-恢复试验数据的新方法

为能同时分析含水层具有直线隔水边界条件下,抽水试验中抽水―恢复阶段降深数据,提出了一种新的数据分析方法。在建立这种方法时,将表示抽水和恢复阶段水头降深表达式中Theis井函数的级数表达式的前3项作为其近似表达式,经过推导,分别得到抽水和恢复2个阶段的直线方程。2个直线方程的因变量和自变量均为观测数据的函数,而直线常数为待求参数的函数,在进行数据分析时,只要将试验观测数据分别转化为直线方程的因变量和自变量数据,就能够利用一元线性回归法分别计算2个直线方程的常数,而利用直线常数的表达式,能够推导得到计算含水层参数和映射井到观测孔间距离的公式。通过算例说明了方法的具体应用步骤。      

确定河流纵向离散系数的相关系数极值法

将描述一维瞬时投放示踪剂情况下的水团示踪试验的解析表达式两端同时取对数,得到一直线方程。该方程的因变量Y中含有试验数据c、t,自变量X中含有试验数据t、x和待求参数u,直线常数中含有待求参数D与A。根据u的取值应使Y与X间的相关系数达到极值的原理,推导出了计算河流平均流速u的公式。在计算出u值后,就可以计算出相应不同时间的X值,然后对Y与X数据进行一元线性回归计算,可以计算出直线常数项,从而便可以计算出D与A值。     

地下水水质模型的直线图解法

本文对在一维均匀流场,平面二维弥散,瞬时投源情况下的弥散试验资料进行适当变换后,可得回归直线方程,应用回归直线的斜率和纵截距分别求出污染源（ｘ０,ｙ０,ｔ０）,传导系数（ＤＴ,ＤＬ）,含水层流速（μ）及瞬时投入单位含水层厚度上的示踪剂的质量（Ｍ）。     

Laplace变换边界积分方程与Schapery数值反演法模拟溶质运移问题

本文将对流－弥散方程化为纯尔散方程，采用Ｌａｐｌａｃｅ变换，Ｓｃｈａｐｅｒｙ数值反演法求解，通过裕列计算对选取不同的Ｌａｐｌａｃｅ变换参数的计算结果进行比较，分析Ｌａｐｌａｃｅ变换参数对计算精度的影响，给出Ｐ值的选取方法式。     

对流弥散方程不同有限元处理方法的比较分析

Galerkin有限元在处理含第二类边界条件的对流弥散方程时,针对对流项和弥散项有两种不同的格林积分变换,所得数值结果的精度也不同。一种方法是把对流和弥散项整体考虑实施格林积分转换(降低微分阶数,由二阶降成一阶),应用边界条件,得出变分方程;另一种处理方法是只对弥散项实施积分变换,应用边界条件,得出变分方程。以一维问题为参考,对两种方法的数值结果与解析解进行比较分析。     

波场变换方程的数值计算

对瞬变电磁法 (TEM)测量数据作波场变换,可以实现TEM数据的拟地震成像解释,其中,虚拟波动场波形展宽现象是阻碍这一应用的关键问题。本文采用Tikhonov正则化算法和选取正则因子的L准则,对具有解析结果的波场变换方程进行了数值求解。数值计算表明,由于数值计算引入的展宽是虚拟波动场波形展宽的主要因素,因此,减小数值求解波场变换方程时所引入的波形展宽,应当是波场变换方程应用研究的重要问题之一。      

二维分数阶对流-弥散方程的数值解

对二维时间分数阶对流-弥散方程和二维空间分数阶对流-弥散方程分别建立了差分格式,实现了对其的数值求解。针对理想算例进行计算求解,分析了时间和空间分数阶阶数取不同值时的扩散变化规律,验证了各自所描述的时间相关性与空间相关性。同时与传统的二维整数阶对流-弥散方程的求解结果作了对比。当时间和空间分数阶阶数α与γ分别取整数时,二维时间分数阶对流-弥散方程和二维空间分数阶对流-弥散方程都与传统二维整数阶对流-弥散方程的计算结果相同,说明提出的对二维分数阶对流-弥散方程的数值求解方法是可行的。其结果对地下水溶质运移的进一步研究提供了有效的手段。     

分析一维砂柱弥散试验数据的相关系数极值法

针对现有分析室内一维砂柱弥散试验数据,确定多孔介质纵向弥散度的方法,在考虑介质对示踪剂的吸附作用的情况下不能应用的问题,对描述一维、稳定渗流与连续定浓度注入示踪剂的砂柱弥散试验的近似解析解进行反函数变换,利用相关系数极值法的原理,建立了在多孔介质与示踪剂间为均衡吸附条件下,可计算多孔介质纵向弥散度与阻滞系数的方法.而且,这种方法在多孔介质的有效孔隙率为已知的情况下,还可计算出多孔介质对示踪剂的吸附系数.     

求解对流占优地下水水质模型的有限元高精度广义迎风单元均衡格式及应用

根据水质模型的具体特点，对不同的方程采用不同方法，水流问题用有限元法；对流弥散方程先用算子分裂的方法分解为两个方程，即对流方程和弥散方程，前者用高精度广义迎风格式求解，对弥散方程则采用多单元均衡格式法求解，最后合成为高精度广义迎风均衡格式求出溶质浓度。通过对数值实验例子的计算和实验溶质迁移的模拟，可以看出在求解对流弥散定解问题时，广义迎风均衡格式克服了有限元数值波动和浓度出现负值的问题，与有限元相比有较大改进。     

确定河流纵向弥散系数的正态分布图解法

许多学者对弥散现象进行了大量研究,提出许多确定弥散系数的方法,但受限于水流结构的复杂性,至今研究还停留在试验性阶段。本文以一维稳态河流水质污染模型的解析解为基础,通过拉普拉斯变换,将模型解析解转化为期望值a=ut、均方差δ=2Et的正态分布方程。提出分别采用单测站(时间浓度分布)与多测站(空间浓度分布)方法测定河水污染物浓度,根据标准正态概率密度函数的对称性,确定求解河流纵向弥散系数的正态分布图解法以及相应公式。对于同一问题,时间浓度分布得到的c/c0—t分布图较空间浓度分布得到的c/c0—x分布图更接近于正态分布,则采用单测站计算方法更适于河流水团示踪试验数据分析。最后通过实例分析进行验证。     

非保守示踪剂条件下的河流水质参数的确定

将描述示踪剂为非保守、瞬时投源条件下的一维河流水团示踪试验的解析表达式进行2次适当的变形,分别得到一个二元和一元线性方程。对二元线性方程应用相关系数极值法,可以推导出计算河流横断面平均流速的公式;利用直线图解法或一元线性回归法能够计算出一元线性方程中的2个常数值,据此可以计算河流的纵向离散系数D_L与示踪剂的一级反应速率常数k。与现有的数据分析方法相比较,该方法具有:(1)适用于示踪剂为非保守的情况;(2)利用一组野外试验数据可以同时计算河流离散系数D_L、河流横断面平均流速V与示踪剂的一级反应速率k常数3个参数值;(3)全部数据分析过程可以程序化,由计算机完成等特点。     

Determining elastic constants of transversely isotropic rocks using Brazilian test and iterative procedure

The elastic constants of rocks are the basic parameters for rock mechanics, and play a very important role in engineering design. There are many laboratory methods to determine the elastic constants of transversely isotropic rocks, and the Brazilian test is a popular method. This paper presented a method combination of the Brazilian test, back calculation, and iterative procedure to evaluate the five independent elastic constants of transversely isotropic rocks in laboratory. The strain data at the centre of discs were obtained using Brazilian test. The stresses at the centre of discs were computed using numerical programs. By using back calculation, the temporary elastic constants were computed after the stresses and stains were substituted into elastic mechanics equations. After iterative procedure, the convergent values of the elastic constants can be obtained. One numerical example and three experimental cases were proposed to show the applicability of this method. The convergent values of the five independent elastic constants can be obtained in no more than 10 iterative cycles. The results coming from numerical analysis method exhibited satisfactory outcome in accordance with those of generalized reduced gradient method. The merits of this method include convenient specimen preparation of the Brazilian test, simple iterative procedure, and readily available commercially numerical programs, so that this method can be easily popularized in research and engineering analysis. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

A fully-coupled discontinuous Galerkin method for two-phase flow in porous media with discontinuous capillary pressure

In this paper, we formulate and test numerically a fully-coupled discontinuous Galerkin (DG) method for incompressible two-phase flow with discontinuous capillary pressure. The spatial discretization uses the symmetric interior penalty DG formulation with weighted averages and is based on a wetting-phase potential/capillary potential formulation of the two-phase flow system. After discretizing in time with diagonally implicit Runge-Kutta schemes, the resulting systems of nonlinear algebraic equations are solved with Newton’s method and the arising systems of linear equations are solved efficiently and in parallel with an algebraic multigrid method. The new scheme is investigated for various test problems from the literature and is also compared to a cell-centered finite volume scheme in terms of accuracy and time to solution. We find that the method is accurate, robust, and efficient. In particular, no postprocessing of the DG velocity field is necessary in contrast to results reported by several authors for decoupled schemes. Moreover, the solver scales well in parallel and three-dimensional problems with up to nearly 100 million degrees of freedom per time step have been computed on 1,000 processors.     

均匀电流场中极化体上方放电曲线形态及其与充电持续时间的关系

作者采用二阶线性系统来描述均匀电流场中形状简单的极化体的特征。这种地电断面对阶跃讯号的响应是两个指数函数的线性组合,研究表明,系统的两个时间常数只与地球物理参数有关,对整个观测剖面来说它们的值是不变的,两指数函数前之系数,除与地球物理参数有关外还与几何因子有关,在剖面上不同测点,两系数的数值与符号是可变化的。因此,可能有8种不同类型的放电曲线。作者还研究了充电持续时间对放电曲线的影响。理论计算结果可以很好地解释J．伯廷、J．洛布和傅良魁的野外实测资料和模型实验结果,并指出可能存在而尚未被发现的现象。作者认为本文所采用的理论研究方法可应用于更复杂的情况．     

Quantitative precipitation forecasting over Narmada Catchment

Quantitative precipitation forecasting (QPF) has been attempted over the Narmada Catchment following a statistical approach. The catchment has been divided into five sub-regions for the development of QPF models with a maximum lead-time of 24 hours. For this purpose the data of daily rainfall from 56 raingauge stations, twice daily observations on different surface meteorological parameters from 28 meteorological observatories and upper air data from 11 aerological stations for the nine monsoon seasons of 1972–1980 have been utilized. The horizontal divergence, relative vorticity, vertical velocity and moisture divergence are computed using the kinematic method at different pressure levels and used as independent variables along with the rainfall and surface meteorological parameters. Multiple linear regression equations have been developed using the stepwise procedure separately with actual and square root and log-transformed rainfall using 8-year data (1972–1979). When these equations were verified with an independent data for the monsoon season of 1980, it was found that the transformed rainfall equations fared much better compared to the actual rainfall equations. The performance of the forecasts of QPF model compared to the climatological and persistence forecasts has been assessed by computing the verification scores using the forecasts for the monsoon season of 1980.     

纵横向受荷基桩变形内力的矩阵传递解

针对地基的土体屈服性状,将桩侧土体分为弹性变形区域与塑性变形区域两种情况。假定地基反力系数为3参数的一般形式,同时考虑桩身 效应并计入桩身自重、桩侧摩阻力的影响,根据地基反力法分别建立桩身弹性段和塑性段挠曲线微分方程。在解微分方程的过程中,采用矩阵传递法结合Laplace正逆变换的方法解得桩顶作用轴向力、水平力、弯矩时桩身内力和变形的矩阵传递解,并用Fortran语言编制了相应计算程序。最后将试验数据对上述方法进行验证,结果表明计算值与模型试验的实测值吻合很好,采用文中3参数地基反力法反算所得的地基参数离散性很小,研究结果具有较高的应用价值。     

划分重力区域异常与局部异常的变阶滑动趋势分析法

本文在分析一般趋势分析缺陷的基础上,提出了变阶滑动趋势分析法,并用正交变换代替趋势分析中的解线性方程组,避免了线性方程组病态而造成的异常失真。最后用理论模型和实际资料处理结果说明了变阶滑动趋势分析的优点。     

石榴子石—斜方辉石—堇青石—石英—一种新的地质压力计

根据反应：2石榴子石（Gt）＋3石英（Q2）=2斜方辉石（Opx）＋堇青石（Cord），采用最新热力学资料，在平衡热力学原理的基础上，建立该反应Mg、Fe端员组分压力计表达式：经世界典型孔兹岩系地区的验证以及与其它石榴子石一墓青石压力计对比，计算结果基本合理，表明这一新的压力计具有较好的应用价值。