均质非二次曲面磁体的不均匀磁化问题

在磁法勘探的正、反演问题中,大多假设磁性体介质均匀,在均匀磁场中均匀磁化。这种简化的假设对了解各种磁性形体的磁场规律特征及反演解释起到了事半功倍的作用。对大多数退磁作用可以忽略的非强磁性物体(设x≤0.01 CGSM)只要其成分较均匀,这种假设基本符合实际情况。对强次性物体(设x>0.01 CGSM),则需考虑退磁作用,如形体表面为二次曲面(三轴椭球体及其特例),因退磁场是均匀的,体内仍为均匀磁化、解析计算仍照样进行(只差一常数)。若磁体表面为非二磁曲面(如常采用的有限板体),则由于退磁作用的非均匀性,即使介质成分均匀,体内仍将形成较强的非均匀磁化。它对磁异常的特征规律,必有影响,若仍以均匀磁化来代替,将引起相应误差。所     

均匀磁化多面体磁场的计算——关于表面积分法的改进

一、概述在生产实践中,计算复杂形体的磁场是十分必要的。例如,在勘探阶段,为了判断有无盲矿体存在,必须计算形态比较复杂的已知矿体所能产生的磁场值,并与实测磁场相比较给予确定。不少矿区,就是用这样的方法,找到盲矿体,扩大了矿石储量。又如,在磁场的理论研究中,计算复杂形体磁场的精确值,也是很重要的。     

任意形状均匀磁化体磁异常的计算

考虑了磁性体的退磁效应,磁性体内的磁化强度J为■式中K是磁化率,T是磁化磁场,J_r是剩磁强度,N是退磁系数.对二次曲面包围的磁性体而言,N是常数,所以这类磁性体是均匀磁化体;对于任意形状的物体,N是坐标的函数,此时磁性体不再是均匀磁化.但N的变化范围在0～4π之间.当k<0.001CGSM时,用1代替1+4πk,误差约为1%,可近似地认为是均匀磁化. 对于任意形状的均匀磁化体,磁异常计算常采用表面积分法.前人的表面积分法采用坐标旋转,推出计算磁场的解析式.本文也采用这种方法,不过所用的是高斯数值积分公式,简化了推导     

用有限元法计算非均匀磁化磁性体(二度)的有效磁化强度和磁异常

前言本文提出用有限元法根据外部磁化埸条件和已控制的磁性体形态及磁化率参数计算磁性体内部的有效磁化强度及其在外部空间引起的磁异常.方法实质是求解偏微分方程边值问题的数值解.因为未引入均匀磁化等近似假定,所得到的解能满足磁性体内外的微分方程和边界条件及分界面条件(在数值计算允许的精度范围内),所以这种解包含了磁性体复杂形状引起的退磁影响、剩余磁化对感应磁化的影响、多个磁性体相互间的磁作用以及磁化率分布不均匀的影响.这种方法适用于非均匀磁化条件下的正演计算,为精确计算有效磁化强度提供了一种新途径,可以提高磁异常计算的精确度.     

均匀磁化多面体磁异常的频谱

均匀磁化复杂形状物体磁异常在空间域的表达式已有一些人作了推导,并在书刊上发表。但这种物体磁异常的频谱则未见发表。因此,推导了一个均匀磁化任意多面体磁异常的频谱,用来近似一个均匀磁化任意形状物体磁异常的频谱。考虑到磁异常的频谱的表达式比异常的表达式     

群桩沉降简化计算方法

将均质土和成层土中的单桩桩顶沉降分成桩端力引起的沉降、桩身压缩和桩侧阻力引起的沉降3部分分别计算,获得单桩沉降后,运用等代墩法可获得群桩的平均沉降。单桩沉降计算方法可考虑桩端力与桩端位移的非线性关系和桩侧阻力引起沉降的非线性特性,同时计算方法可考虑桩身压缩对桩顶沉降的贡献。算例分析表明,计算值与实测值和其他方法的计算值有较好的一致性,验证了该方法的合理性。     

煤田烧变岩非均匀磁化的二度半模型反演

针对煤田火烧区烧变岩体的单一磁化模型反演解释难以达到预期效果的缺点,根据烧变岩体热剩磁随温度及深度的变化规律,结合小波多尺度分解二阶逼近,消除区域场,建立了非均匀磁化烧变岩体二度半多边形体反演模型。实例计算,效果良好。     

根据反演计算确定简化矿体形状的条件

在磁法定量计算中,为了得出简单易算的公式,常常将矿体的形状简化。常用的简化有以下几方面:1.有限长的矿体看作无限长;2.向下延深较大的矿体看作下端延深无限;3.向下延深不大的矿体看作水平圆柱体;4.厚度与上端埋深之比不大的矿体看作薄板状     

边界元法计算均匀谐变场中导电导磁体的电磁响应

本文讨论了在均匀谐变场激发下导电导磁体电磁响应的边界单元法计算问题。文中首先建立矢量位的边值问题,然后导出其边界积分方程,最后用边界元法进行求解。本方法的计算结果具有精度高、速度快的优点。     

斜磁化有限长水平圆柱体的磁场

以往的磁异常研究中,对有限长水平圆柱体(以后简称水平圆柱体)的讨论较少,尤其是对Hax,Hay和△T的讨论很少见到。随着电子计算机的广泛应用,为我们从平面、空间对有限长水平圆柱体的磁场讨论提供了方便。本文拟通过电算绘制的平面和空间磁场图,对有限长水平圆柱体的磁场进行探讨,从中找出一定的规律。     

混合法计算三维非均匀介质中的电磁场

介绍了联合运用积分方程法与有限元法(简称混合法)来计算三维非均匀介质中电磁场分布的理论方法,并进行了数值模拟实验。混合法的原理是引入一个包围非均匀目标体的虚构边界,在边界内部的场用有限元法模拟,在边界外部(包括边界)的场用积分方程表达,二者在边界上通过场的连续性耦合起来。数值实验结果表明,混合法既能显著地减小网格规模,又能灵活地模拟复杂的介质情况,且计算精度较高。     

三维重磁场积分延拓计算方法

作者从特殊条件重磁位场延拓的积分表达式出发,推导了三维重磁场解析延拓的积分算式并通过一些模型和实际例子的计算获得了较好的效果。     

锚杆临界锚固长度简化计算方法

假定锚固体与周围岩土体之间剪应力呈倒三角形分布,计算出锚固体顶端弹性位移;基于锚杆抗拔承载机制及变形特性分析,锚固体周围岩土体变形分析采用与抗拔桩类似的剪切位移模型,得到锚固体周围紧贴锚固体表面岩土体的位移;然后根据锚固体与周围岩土体之间的位移协调原理,推导出了锚杆临界锚固长度的简化计算公式。工程算例对比分析结果表明,其计算结果与实测值吻合较好,且计算公式简单易记,取值明确,适用于工程设计中估算锚杆临界锚固长度。     

“天窗”补给条件下无限含水层地下水非稳定流计算方法初步探讨

以往我刊曾登载过杨金忠、曹文炳、裴源生等研究生的论文(摘要),但没有指明。为满足包括院校高年级学生在内的广大的新的生力军的需要,从本期起特设《研究生科圃》栏目,专登与研究生有关的文稿。     

复杂条件下3D电磁场有限元计算方法

从电磁场的Maxwell方程出发, 根据电磁场的边值问题及变分公式建立了有限元方程组.采用可以模拟较为复杂的空间地质构造和地形起伏的四面体单元离散计算区域; 单元中的插值函数选择了精度较高的十点双二次多项式; 并采用连续的双二次多项式插值函数来模拟计算区域内单元中电导率σ的空间变化.推导出了地下变电导率σ条件下计算三维电磁场的有限元单元方程的解析表达式; 采用伽辽金方法推导出了散度效正有限元方程组.根据所推导的公式, 编制了三维有限元的计算程序.数值计算结果表明, 上述公式推导正确, 为三维电磁场的数值计算提供了一条有效的新途径.      

不同条件下水文要素重现期的计算方法

重现期在工程规划、设计、运行和管理中已经得到了广泛应用,然而,由于气候变化和人类活动破坏了水文频率分析中的一致性基础,致使基于一致性的重现期计算方法面临挑战,迫切需要研究新的重现期计算方法。以重现期两种不同的定义入手,给出了在水文系列满足独立性假定后重现期在一致性与非一致性条件下各自计算公式,并以广东省东江流域龙川站1956~2009年的年最大洪峰资料系列为例,分析了不同条件下重现期及其变化的特点与原因。     

一种非稳态气体渗流条件下岩石渗透特性参数计算方法及应用

提出了一种非稳态渗流条件下岩石材料气体渗透特性参数的计算方法。首先将气体滑移方程代入非稳态渗流偏微分方程,利用Picard-Newton差分迭代格式建立非稳态渗流方程的数值解。基于此数值解,对非稳态渗流气压变化曲线进行拟合,利用最小二乘原理反算确定最优的绝对渗透率和滑移因子。算例表明,计算稳定收敛,对步长和随机误差不敏感,同时能够准确捕捉渗透性能参数的微小变化。最后,利用该方法成功测试了位于中国高放废物处置首选预选区的甘肃北山坑探设施硐室掌子面花岗岩的气体渗透特性。提出的方法所需输入数据的获取手段简单,核心算法便于数值实现,可以应用于地下工程围岩的气体渗透性能测试。     

筒型基础防波堤稳定性简化计算方法

筒型基础防波堤是一种新型港口与海岸工程结构,依靠下部筒体沉入土中维持结构稳定。结合实际工程,建立了筒型基础防波堤稳定性分析的三维弹塑性有限元模型,得出了其失稳模式为绕基础筒底以下某点发生转动失稳。通过对结构进行极限状态受力分析,建立了基于实际转动点的结构稳定性计算方法,对稳定性计算模型和土体作用力计算公式等进行了检验。在此基础上,将转动点移至基础筒底部距结构中心线水平距离为h′的位置,以此作为结构倾覆破坏时的假想支撑点,建立了基于重力式结构稳定性验算模式的筒型基础防波堤稳定性分析的简化方法。通过不同基础尺度下计算结果的分析比较,建议了h′的取值。与有限元计算结果的比较表明,建立的简化计算方法具有较高的精度,可供实际工程参用。