阶跃响应测定地震计周期与阻尼的精度研究

对阶跃响应波形的时域测定与频域测定两种方法进行对比计算,结果表明,频域测定法的计算精度提高约1个数量级。研究地震计周期与阻尼参数的影响因素,应优先选用频域测定法。     

复阻尼振动方程频域解法中有关问题的研究

以地震反应谱的形式，阐述了复阻尼系统在频域求解过程中容易出现的问题。通过理论与计算分析得知，这些问题对反应谱计算有很大的影响。另外，还初步分析了时域精确法及频域分析方法的计算效率，认为时域精确法比频域分析方法的计算效率高。     

无限域波传播分析的高精度连分式人工边界条件

针对无限域波传播问题的频域解析动力刚度关系,提出一种新的连分式逼近来代替频域动力刚度,建立了基于动力刚度连分式的高精度时域人工边界条件。该边界条件能够与有限元法无缝结合,通过引入一定数量的辅助变量,避免频域人工边界条件直接转化到时域内高计算和存储成本的卷积运算。数值算例表明,该边界条件具有较高的计算精度和良好的稳定性。     

边坡振动台模型实验动位移的加速度时程积分探讨

受数据采集条件限制,振动台模型实验的速度和动位移时程一般由实测加速度时程信号进行积分得到。通过理论分析和实验实测数据计算,认为动位移的频域积分法误差来源是低频截止频率的选取,特别当低频频率接近零时,传统二阶频域积分可产生较大的动位移低频振荡和峰值误差。提出利用时域与频域混合的方法,即频域一时域混合积分法,来克服积分过程带来的误差,其在对加速度两次积分中,分别进行一次频域积分和一次时域积分。地震模拟振动实验的台面实测加速度数据积分与台面动位移计实测数据的对比表明,较之传统的二阶频域积分,采用频域一时域混合积分时误差可明显减小。     

非线性振动输入反演的时频域法

本文是文献〔2〕的继续。该文献中作者们提出在频域反演求输入的方法,误差一般在10％左右,主要来自所采用的等效线性化方法。为了减小这一误差,本文采用一种时域频域的混合法,在时域中进行正演计算,在频域中进行反演计算,假设传递函数在一轮迭代之内是不变的。从计算结果来看,误差大为减小。     

单自由度系统地震动力反应的实时计算方法

本文对计算单自由度系统地震动力反应的频域方法和时域方法进行了分析比较。说明了目前时域方法所存在的问题,指出寻找一种在计算精度上与频域方法等价的时域算法是一个值得研究的重要课题。据此,本文提出了一套能较精确模拟单自由度系统传递函数的时域方法。其计算格式采用具有较高计算效率的递归格式。理论分析与数值试验表明,该方法具有精度优于其他时域算法、速度快的特点,可应用于强震观测台网中强地震动参数的实时计算。     

频域透射边界

本文将时域透射边界应用于频域。首先讨论了频域透射边界的精度,并用一维波动模型详细论证了它的精度和可行性。然后,用软地基上加桩单层厂房地震反应计算实例说明频域透射公式对于处理复杂工程问题的实用性。     

汕头地区地壳平均波速比的联合测定

本文根据汕头传输台网测定的96次地震走时数据,用联合测定法计算了该区地壳波速比,得到地壳平均波速比为1.707±0.005。此值较华南区域平均波速比1.692略高。因研究时段区内无M≥5级地震,故1.707±0.005应视为该区地壳波速比正常背景值。     

利用零偏移距VSP资料在小波域计算介质Q值

讨论了地震子波为一般零相位子波情况下,利用零偏移距垂直地震剖面(VSP)资料在时-频域计算Q值方法．以Morlet小波为基本小波,基于单程波传播理论, 在地震子波为一般的零相位子波情况下,推导出了在时-频域计算Q值的公式．通过对横坐标作恰当的非线性变换后,该公式在形式上与地震子波为脉冲时的计算公式类似．文中采用VSP正演记录,验证了本文提出的方法的正确性．文中还讨论了在时-频域恰当地选择有效频带,降低反射波对Q值计算结果影响的方法．     

地震和爆破时频域能量分布特征的对比分析

运用小波分析方法计算和分析了CDSN乌鲁木齐台记录的天然地震和人工爆破在时频域的能量分布特征,分析结果表明,在震中距大致相同的范围内,同一台站记录的不同当量的人工爆破具有相似的时频变化规律,而天然地震能量分布却存在较大差别。天然地震与人工爆破的时频域能量分布谱图存在比较明显的差异。     

高分辨率探地雷达及实验研究

本文作者开发基于E5071B型矢量网络分析仪(VNA)的高分辨率探地雷达系统(LANRCS—GPR),该系统立足于频率域探地雷达系统的宽频带和适应性强的优点之上,充分发挥了矢量网络分析仪具有的超宽带、高精度测量等特性。该系统采用LAN方式进行系统联机控制方式,使系统组建成本低廉、易于扩展:本系统采用了计算效率高的F-K偏移方法作为实时成像方法。系统测试实验表明,该系统具有很高的探测分辨率,探测精度高,信号信噪比高,系统动态范围大,而且系统的操作灵活可靠,适应范围广,系统功能可扩展性强。该系统的研究开发为将来成品频域探地雷达系统的研发提供了理论、实验基础,同时也为电磁波传播研究及电磁探测研究搭建了一个采集数据精度高、信息量大、适应范围广、操作方便的实验平台。     

稳定高效的时域反Q滤波方法

本文提出了一种全新的基于等效Q值的时域反Q滤波算法,其允许等效Q值在垂向上随时间连续变化,在空间上存在弱变化;将加权最小平方方法优化设计思想引入到时域反Q补偿短算子设计当中,给出最优时域短算子设计,将大量的频率域乘法工作转化为少量的时域褶积运算;采取表驱动方案,将短算子的构建与反Q补偿运算相剥离,极大地提升了计算效率;提出了一种新的稳定性控制方法,其既保证算法具有良好的稳定性,又满足短算子设计精度的要求.数值计算表明：时域反Q滤波算法可以取得与频域算法相同的补偿效果,并保证算法具备良好的稳定性和较高的计算效率.     

CPU/GPU协同计算在频率域二维全波形反演中的应用

全波形反演利用波场的运动学和动力学信息重建地下物理参数,是建立高精度速度模型的有效手段,巨大的计算量是制约其实用化的瓶颈之一。本文针对全波形反演中频率域正演的复杂计算问题,采用粗细结合的并行策略,将MPI技术应用于多炮间并行计算,同时利用GPU技术加速正演过程中大型稀疏线性代数方程组的求解,以提高频率域全波形反演的计算效率。通过理论模型验证本文方法的正确性和有效性,给出不同数据量与GPU计算效率的相关分析结论,提出频率域全波形反演CPU/GPU协同并行计算的制约瓶颈和发展方向。     

回线源瞬变电磁成像的理论分析及数值计算

进一步提高瞬变电磁法对地探测的解释精度,提出了回线源瞬变电磁成像原理及数值计算方法. 讨论了频率域中水平层状介质中瞬变电磁响应,得到一个以波阻抗为积分核的双重积分式;然后对水平层介质下电磁场的解进行上、下行波分离,得到含有以反射系数序列为未知的线性方程组,并给出了求取波阻抗和反射系数的数值解法：对实测磁场值进行域的变换,以均匀半空间下的等效波阻抗代替积分核函数,经过线性数字滤波后,在频率域求出等效波阻抗;把频率域中的波阻抗转换到时间域,以此为参数,构建方程组,在时间域用线性规划法求出反射系数序列. 最终以反射系数为参数进行成像. 对理论模型的数值计算结果表明,用本文提出的成像方法可以增强瞬变电磁法识别地下电性分界面的能力.     

Efficient solution of large-scale matrix of acoustic wave equations in 3D frequency domain

In 3D frequency domain seismic forward and inversion calculation,the huge amount of calculation and storage is one of the main factors that restrict the process...     

通过位移复现控制实现地震加速度波模拟

文中采用位移复现控制方法,实现了地震加速度波模拟。通过对误差谱加某一指数函数窗,加强高频修正力度,进一步改善了地震波在高频段的复现精度。通过某一低频地震模拟台的试验验证,引入的控制方法较好地解决了低频、低量级地震加速度波复现精度差的困难。试验结果表明,经过3次迭代后便能取得面积误差在2%以内的地震加速度波模拟效果。     

关于复阻尼理论的几点注记

给出了复阻尼本构方程在全频域的表达式，完成了向时域表达式的转换。中指出，基于Fourier频域的本构不能用于求解由初值确定的自由振动，只有延拓至复频域，才具备概括自由振动与强迫振动两种工况的能力。为了满足热力学定律的约束，对复频域本构必须附加限制条件。离散计算时，由于未实施这一限制条件，一定会导致失稳。中对解决失稳问题提出了若干建议。