金矿床定年方法进展及研究现状

热液蚀变矿物，流体包裹体，脉石英，水热锆石和某些矿石矿物同位素定年方法的新进展使金矿床定年精度大大提高。热释发光等新技术区分成矿前或成矿后脉岩，异常铅模型研究可有效地示踪金矿化历史，在坚实的成矿背景和矿床地质地球化学基础上，采用多元同素体系结构分析是今后矿床定年的主要方向。     

透射波成像最大熵方法研究

应用最大熵剑桥算法从透射波数据中挑选图像熵最在的模型作为反演结果,在算法中引进一种新的约束条件,解决了某些情况下无法数值求解的问题,通过数值模拟及对清江某地区资料的处理,证明算法收敛性强,有较好的抗噪性。     

油气勘查中重力方法技术的新进展

近年来,在我国的油气勘查中,随着重力勘探在方法技术上的不断改进和完善,使其勘查效果日益显著,从而促使其应用领域和范围也不断扩大。本文对我国的油气勘查中重力勘探在方法技术方面取得的某些新进展作了简略概述,作者对某些具体方法的有效性作了评论。     

地下热水运移数学模型简介

介绍了国内外评价地热资源的方法：①用容积法（热储法）计算地热资源量；②用解析法和数值法求解描述热水流动和热量运移的数学模型，模拟和预测地下热水系统的水动力场和温度场的时空变化。这些模型既有稳定流的，也有非稳定流的，并已从一维模型发展到二维模型再到三维模型。描述地下热水流动和热量运移的三维非稳定流模型，是目前流行和先进的数学模型。     

基于附加层法的非规则剖面的瑞利波频散特性研究

对于某些非规则水平层状地质剖面,采用传递矩阵法获得的瑞利波频散曲线可能会出现截止或截断现象,但采用附加层的方法可避免这些现象的发生。通过采用附加层法前后相速度与激发强度大小的对比,来论证附加层法的正确性。对3个典型的非规则剖面进行模拟计算,利用传递矩阵法算得添加附加层前后瑞利波频散曲线,以及某些特征点处位移分量随深度的变化情况。通过对计算结果的对比分析可知,附加层法不仅可计算出地质剖面的实数导波,还可算出其泄漏模式波;在固定的频率点上,附加层的埋深越大,则添加附加层后算得的激发强度大小与原模型的误差越小;当附加层的埋深固定时,添加附加层后计算出的位移曲线与原位移曲线之间的误差随着对比点频率的增大而减小。可见,今后根据实际工作的精度要求,可用附加层法计算某些非规则剖面的瑞利波频散曲线。     

资源勘查信息系统中参数化图形设计方法的 应用框架研究

传统CAD技术的某些不足，影响了计算机辅助资源图件编绘系统的设计效率和在不同部门和不同使用对象中的广泛深入应用，针对这种情况，提出了新的参数化图形设计方法解决方案，在分析了系统特点和参数化设计理论的基础上，指出了参数化设计方法在资源图件编绘系统中模型建立与复用，图形自适应性和参数化图库等几方面的应用途径和实现参数化设计系统的难点和方法，参数化设计方法的实现和应用将显著提高图件编绘系统的灵活性和适应性。     

特殊情况下水文站高中低水划分方法探讨

现行的《河流流量测验规范》对不同精度类别水文站高中低水的划分方法作了明确规定，经应用这些方法对本省大部分水文站的高中低水作了划分后，笔者认为这些划分方法在某些特殊情况下有某局限性，本文拟对某些特殊情况下如何划分水文站高中低水作一尝试，权作引玉之砖。     

GDP-32Ⅱ多功能电法仪在资源和工程勘察中的应用效果

简述GDP-32Ⅱ多功能电法仪的主要功能，通过几个应用实例，说明该系统在解决矿产资源勘察或某些工程地质勘察问题的显著效果。     

非线性问题的有限单元法在工程地质中的应用

使用有限单元法对岩石基础、边坡和巷道等问题进行稳定分析在国内外做了大量的工作。本文结合我们自己的工作,以平面问题的位移法为例,介绍物理上非线性物体的有限单元分析的基本原理,并对某些具有非线性应力应变关系的岩体介质以及诸如节理、断层等间断面提出一些简单的力学模型。此外,还介绍几个和这些力学模型有关的通用程序以及使用它们得到的某些工程的计算成果。     

极谱法在超痕量元素分析中的应用

作者根据近几年来某些刊物发表的有关文献,综述了极谱法测定痕量元素的底液组成、峰电位、底液中测定含量范围或检测限、分析对象和分离方法等。     

基于格子博尔兹曼方法表征体元尺度土体细观渗流场的数值模拟

为了研究土体的细观渗流特性,假设土体是完全饱和且在渗流过程中水分的流动始终处于层流状态。考虑宏观统计参数（孔隙率、渗透率及有效黏滞系数等）的影响,基于表征体元（REV）尺度的格子博尔兹曼（Boltzmann）方法,建立了压力作用下土体细观渗流的数值模型。采用D2Q9模型考虑水分流动的离散速度分布,宏观边界条件为左右侧面为不透水边界 ,上下边界设置不同的密度来控制压力边界,在微观边界条件上采用非平衡态外推格式。编制相应的计算程序,将计算区域内的多孔介质材料设置成流体（孔隙率 1.0,渗透率 ）,验证了经典的Poiseuille流。此外,结合算例分别讨论了土体在压力作用下孔隙率、渗透率及渗透压力等影响因素与渗流速度的相互关系,研究表明该数值方法与Darcy定律得到的计算结果较为吻合。因此,基于REV尺度的格子Boltzmann方法可以有效地模拟土体的渗流机制,为进一步研究土体渗流特性提供了一种新的研究手段。     

用格子波耳兹曼方法模拟双重孔隙介质中的流体迁移

作者在本文中介绍了基于格子波耳兹曼模型的双重孔隙介质中流体运移的数值模拟计算方法。我们从格子波耳兹曼碰撞模型出发，利用格子波耳兹曼方程、Chapman-Enskog展开，以及多尺度技术，得到了描述双重孔隙介质中流体迁移的二维扩散方程。利用格子气自动机方法计算该扩散方程，实现了对双重孔隙介质中流体运移过程的数值模拟仿真。数值实验表明，我们所使用的方法正确、有效。     

基于格子Boltzmann方法的饱和冻土孔隙成冰介观尺度模拟

路基冻胀问题严重影响寒区高速铁路的安全服役,而成冰相变过程是解释冻胀机制的关键。基于介观尺度的格子Boltzmann方法,将修正的孔隙水冻结温度算法与焓法固液相变格子Boltzmann模型相结合,模拟了悬浮液滴冻结和冻土孔隙水成冰两个过程,分别揭示了液态水在自由状态和孔隙束缚状态下冰水相变的细观机制。计算结果表明：土体孔隙中冰晶由中心向外生长的过程与悬浮在空气中的液滴冻结过程截然不同,并且孔隙水越接近颗粒表面,其冻结温度越低。相同粒径颗粒按照不同排列方式得到的冻结特征曲线（soil freezing characteristic curves,简称SFCC）具有明显差异;不同粒径的SFCC随着颗粒增大残余水含量逐渐变少,形态更加陡峭。通过与文献试验结果对比,验证了格子Boltzmann方法的有效性,表明该方法能够为研究多孔介质水气迁移与相变过程提供介观尺度的新手段。     

基于格子Boltzmann方法土体CT扫描切片细观渗流场的数值模拟

基于格子Boltzmann方法,采用D2Q9基本模型,上、下边界采用非平衡外推格式,左、右不透水边界及土颗粒采用反弹格式设置边界条件,对土体细观渗流场进行数值模拟。首先将试验测得物理单位的数据转化为格子单位,然后用Matlab编制程序,对CT扫描切片进行处理,生成土体细观的数据结构,最后把格子单位表示的结果再转为物理单位,分析了渗流流速的变化规律,得到了整体和局部渗流场的分布情况。分析结果表明：（1）孔道处的流速U随着入渗时间的延长而逐渐达到一个相对稳定值,进而得到流体从开始入渗至稳定状态经历的准确时间T;（2）平均渗流速度由入口处沿y轴负方向逐渐递减,且小于入口处的平均渗流流速;（3）渗流量主要受控于通道的连通性、孔隙大小,最大渗流速度集中在通道的窄孔道处,封闭的孔道和孔隙渗流速度为0。格子Boltzmann方法能有效地对CT扫描得到的2D切片进行数值模拟,可以定量、准确地研究真实土体渗流场的变化机制。     

Free-surface Simulations of Newtonian and Non-Newtonian Fluids with the Lattice Boltzmann Method

This paper describes the application of a three-dimensional lattice Boltzmann method (LBM) to Newtonian and non-Newtonian (Bingham fluid in this work) flows with free surfaces. A mass tracking algorithm was incorporated to capture the free surface, whereas Papanastasiou’s modified model was used for Bingham fluids. The lattice Boltzmann method was first validated using two benchmarks: Newtonian flow through a square cross-section tube and Bingham flow through a circular cross-section tube. Afterward, the dam-break problem for the Newtonian fluid and the slump test for Bingham fluid were simulated to validate the free-surface-capturing algorithm. The numerical results were in good agreement with analytical results, as well as other simulations, thereby proving the validity and correctness of the current method. The proposed method is a promising substitute for time-consuming and costly physical experiments to solve problems encountered in geotechnical and geological engineering, such as the surge and debris flow induced by a landslide or earthquake.     

二维明渠非恒定流的格子Boltzmann模拟

根据二维浅水波方程的特点,应用由格子Boltzmann方程展开的多尺度方程,建立了一个能模拟二维明渠非恒定流的格子Boltzmann模型。通过对一维溃坝波和二维圆形溃坝波的模拟分析,验证了该模型的有效性。以某水电站尾水渠为例,模拟分析了由机组甩负荷和增负荷引起的水位波动规律,为尾水渠的设计提供了依据。     

颗粒沉降的格子Boltzmann模拟与PIV实验验证

在格子Boltzmann方法中引入大涡模拟,对球形颗粒在静水中沉降引起的紊动流场进行了数值模拟。数值模拟沉速与理论值以及粒子图像测速系统(PIV)实验结果吻合,验证了模型的合理性。同时分析比较了颗粒沉降过程中尾部紊动流场分布以及尾流流速值,发现数值模拟结果与实测结果趋势、数值基本一致,进一步说明了利用格子Boltzmann方法与大涡模拟技术相结合可以合理模拟泥沙颗粒在紊流区的沉降。     

计算明渠非恒定流的一个Lattice BGK模型

分析了Lattice Boltzmann(LB)方法的建模原理,通过比较LB的多尺度方程和明渠St.Venant方程,建立了计算一维明渠非恒定流的一个Lattice BGK模型。对几个典型应用实例进行了模拟分析,与Preissmann隐格式及特征线法作了比较,证明将该方法引入实际明渠非恒定流计算是可行的。     

LBM–DEM modeling of fluid–solid interaction in porous media

Three porous media flow problems, in which the fluid mechanical interactions are critical, are studied in a mesoscopic–microscopic coupling system. In this system, fluid flow in the pore space is explicitly modeled at mesoscopic level by the lattice Boltzmann method, the geometrical representation and the mechanical behavior of the solid skeleton are modeled at microscopic level by the particulate distinct element method (DEM), and the interfacial interaction between the fluid and the solids is resolved by an immersed boundary scheme. In the first benchmark problem, the well‐known and frequently utilized Ergun equation is validated in periodic particle and periodic pore models. In the second problem, the upward seepage problem is simulated over three stages: The settlement of the column of sphere under gravity loading is measured to illustrate the accuracy of the DEM scheme; the system is solved to hydrostatic state with pore space filled with fluid, showing that the buoyancy effect is captured correctly in the mesoscopic–microscopic coupling system; then, the flow with constant rate is supplied at the bottom of the column; the swelling of the ground surface and pore pressure development from the numerical simulation are compared with the predictions of the macroscopic consolidation theory. In the third problem, the fluid‐flow‐induced collapse of a sand arch inside a perforation cavity is tested to illustrate a more practical application of the developed system. Through comparing simulation results with analytical solutions, empirical law and physical laboratory observations, it is demonstrated that the developed lattice Boltzmann–distinct element coupling system is a powerful fundamental research tool for investigating hydromechanical physics in porous media flow. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

Pore‐scale modeling of surface erosion in a particle bed

A fully coupled transient two‐dimensional model was employed to study fundamentals of flood‐induced surface erosion in a particle bed. The interaction of the liquid and solid phases is the key mechanism related to surface erosion. The solid phase was idealized at a particle scale by using the discrete element method. The fluid phase was modeled at a mesoscale level and solved using the lattice Boltzmann method. The fluid forces applied on the particles were calculated on the basis of the momentum the fluid exchanges with the particle. The proposed approach was used to model both single particles and particle beds subjected to Couette flow conditions. The behavior of both the single particle and the particle bed depended on particle diameter and surface shear fluid velocity. The conducted simulations show that the fluid flow profile penetrates the bed for a small distance. This penetration initiates sheet‐flow and surface erosion as the fluid interacts with particles. The effect of suppressing particle rotation on the fluid‐induced forces on the particle was also examined. Suppressing particle spinning may lead to underestimated erosion rate. Results of fluid and particle velocities were compared against experimental results and appeared to agree with the observed trends.Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.