油藏渗流—应力耦合计算区域分析

在实际油藏开采过程中,储层区域发生地下流体渗流,岩土力学平衡的影响范围大于渗流的计算区域,并影响储层的上覆盖层和下部地层。在流固耦合油藏数值模拟中,地下流体渗流和岩土力学的计算通常采用相同的计算区域,并限定在储层范围内,未考虑完整的应力计算区域,造成计算结果存在偏差。采用改进的有限元—有限体积混合方法,对地下流体的渗流和岩土的力学平衡分别采用不同的计算区域和不同的网格密度进行计算,分析渗流—应力耦合数值计算中计算区域的选取对计算结果的影响。规则储层与背斜圈闭储层算例数值模拟结果表明:应力计算区域的选取影响计算结果,计算结果偏差与非储层区域材料的参数相关,其中拱效应是计算结果出现偏差的主要原因。该结果为流固耦合油藏数值模拟提供指导。     

3D GIS下地下水流有限元数值模拟方法与应用

目前缺乏针对较强空间特性水文地质计算参数的高效采集方法与管理机制,而且现有孔隙地下水流有限元数值模拟在三维可视化与空间分析等方面仍存在很多不足。因此,本文以有限元数值计算方法和三维地理信息平台为基础,结合GIS空间分析算法和计算机图形学理论,针对孔隙承压地下水有限元分析过程的关键步骤（概念模型构建、空间离散、水文地质参数提取与赋值等）,提出了孔隙地下水有限元数值模拟过程在3D GIS下的实现方法和技术框架。基于水文地质钻孔数据和GTP（Generalized Tri-Prism）空间数据模型,以盐城市滨海平原水文地质区为研究区域,实现了地下水系统空间结构特征的三维表达,同时与地下水流有限元数值模型相耦合,提出了3D GIS模型与地下水非稳定流有限元数值模型耦合的核心处理算法,并在此基础上开发了3D GIS地下水流数值模拟系统。应用实例表明,该技术框架可有效简化有限元分析流程、优化模型计算效率、实现地下水有限元数值模拟过程及计算结果的三维可视化。     

MATLAB在地下流体数据分析中的基础应用(Ⅱ)

MATLAB可用于地震地下流体数据求均值、去趋势性变化、频谱分析、自定义函数拟合、井孔水温梯度曲线绘制等操作。基于以上应用,本文进行井水位潮汐因子与气压因子计算,并讨论井水位中潮汐与气压成分的剔除问题。     

基于多相流模型的缝洞型油藏数值模拟软件研制与应用

缝洞型碳酸盐岩油藏储集空间由溶洞、裂缝、溶蚀孔洞组成,溶洞是该类油藏的主要储集空间,也是区别 于其他类型油藏的最主要特点.现有的多重介质模拟方法无法准确描述δ充填溶洞内流体流动的特征.为此, 在多相流模型和有限体积数值解法的基础上,建立了溶洞内多相流体计算模型,实现了溶洞内多相流体流动的描 述,并针对缝洞型油藏特点研制了数值模拟软件平台.该软件实现了缝洞型油藏数值模拟的数据管理、方案管 理、模拟计算、数据显示等功能.应用实例表明该软件能够实现缝洞型油藏数值模型建立、生产历史拟合、剩余油 定量描述、潜力区域分析等工作.      

流体黏性对受迫振荡水平圆柱受力的影响

【目的】准确预测显著黏性效应下结构物所受流体作用力。【方法】采用有限体积(FVM)方法构建两相流数值波浪水槽模型。首先,通过半潜水平圆柱受波浪力数值结果与前人实验数据的对比,验证数值模型的准确性。其次,对不同流体黏性下,受迫振荡淹没水平圆柱上的流体作用力进行数值计算,通过黏性流结果和势流结果的对比,分析流体黏性对圆柱受力的影响特征。最后,通过将黏性流和势流理论压力结果对比,并结合对圆柱周围黏性涡量场分布特征分析,解释不同流体黏性下,黏性流与势流结果之间出现差异的原因。【结果】在不同流体黏性条件下,圆柱所受各倍频流体作用力均出现一定程度上的差别,表明流体黏性的影响明显。【结论】相比势流理论,采用黏性流理论对受迫振荡水平圆柱受力的影响的研究更为准确。     

山东省黄河北松散地层现场热响应试验数据分析及应用

现场热响应试验是获取岩土体热物性参数的主要方法之一,可为地源热泵工程中地埋管换热器类型及长度的选择、浅层地热能评价和开发利用提供基础数据。该文系统介绍了现场热响应试验的目的、技术方法、数据处理方法,并以位于山东省茌平地区的现场热响应试验为例,介绍了试验现场的实验过程、试验数据分析及应用。确定了在钻孔间距4～5m时单位延米换热量最佳,并以2号孔为例,采用非稳态数值模型计算了冬季延米换热量为-29.4W/m、夏季延米换热量为41.3W/m。     

闭合型地下连续墙基础竖向承载性能数值模拟

基于室内模型试验,就闭合型与单片地下连续墙基础在竖向承载性能上的差异进行了对比分析,并采用FLAC-3D软件进行数值分析来丰富室内模型试验,探讨了土体变形模量、密度、内聚力以及内摩擦角对闭合型地下连续墙竖向承载力的影响.结果表明:闭合型地下连续墙基础外侧摩阻力的发挥过程与单片地下连续墙基础大致相同,但由于土芯的存在,其内侧摩擦阻力发挥机理更复杂;闭合型与单片地下连续墙基础均可视为端承摩擦型基础;随着墙周土变形模量的增加,闭合型地下连续墙基础竖向位移显著减少,墙体轴力也减少;密度对闭合型地下连续墙基础沉降的影响不显著;内聚力对侧摩擦阻力的影响程度受地下连续墙和土体之间相对位移量的控制;只有闭合型地下连续墙基础的沉降量超过20 mm时,土体内摩擦角才对基础的竖向承载力有较大影响.     

经验模态分解法在地下水资料处理中的应用

利用经验模态分解法（EMD）对地震地下流体观测资料中典型干扰信号的处理及趋势性变化的提取,结果表明,经验模态分解方法能有效地对信号进行分解,是一种无需预设带宽的自适应高通滤波方法,适用于地下流体观测资料的分析处理     

变形观测数据时间序列建模中的几个问题

针对在变形观测数据时间序列建模中所遇到的问题,对变形观测数据时间序列建模中的数据预处理、模型选择、模型定阶与系统稳定性检验等问题进行了研究,提出了分析数据趋势项提取的AR模型方法,编写了C语言计算程序,实现了样条函数插值方法、周期项提取的差值法,建立ARMA分析模型,对变形预测数据与实际观测数据进行了比较.结果表明:该方法的正确性以及时间序列分析方法在变形数据处理与分析中的适用性与可行性.     

基础地理信息数据在LBS应用中的信息提取与处理

通过分析LBS数据应用范围和基础地理信息数据的内容及特点,详细介绍了在LBS应用中基础地理信息数据内容可提取性及可整合性,确定了除所需的专题地理信息数据具体内容外,在LBS应用中城市、城际数据所需基础地理信息数据的比例尺、要素内容,以及不同比例尺数据的整合处理方案、要素提取与处理的方式与方法。这样对于位置服务的数据处理可以按照比较规范的方式、方法进行,也为盘活基础地理信息数据资源提供了较好的思路,更好地实现基础地理信息数据公众化服务。     

开放式空间数据库访问接口的开发应用

GIS应用的快速发展对异构空间数据库互联互访提出了更高的要求。本文对现有的多种异构空间数据库互操作模式进行了对比分析,指出了各种模式的特点及其不足,在此基础上,提出了一种开放式空间数据库互联互访(OGDC,Opening Geospatial Database Connectivity)的策略与规范,以及由各家GIS平台软件厂商共同制定标准接口,再由数据库开发厂商或数据提供厂商按照标准接口进行开发实现的新模式。本文对OGDC的设计思路、技术特点和应用情况进行了分析,设计了地理空间数据库的数据访问对象模型及接口,并使用国产空间数据库软件BeyonDB,对OGDC作了开发和实验验证。实验表明,OGDC可以较好地兼顾空间数据互联互访中系统功能、效率和易用性等方面的需求,为异构空间数据库的标准化共享和持续利用提供了一种较为可行的解决方案。     

基于DEM的5节点二阶差分坡度算法模型与实验分析

 坡度作为最基本的地形因子,是构建地学分析模型的基础数据,基于格网DEM的坡度计算模型的精度分析一直是地学分析的重要研究内容。本文通过分析计算坡度的 差分模型误差来源及特征,提出了一种新的模型——5节点二阶差分模型。其基本思想是顾及多距离邻近点高程信息,采用5×5分析窗口,建立单倍格网和两倍格网的差分计算线性组合模型。并通过数学分析的理论推导证明该模型可以显著提高计算精度。实验选取典型数学曲面并对其采用不同的分辨率(1m和5m)进行离散化精度验证。计算结果表明,与现有的差分模型相比,5节点二阶差分模型可以显著提高坡度的精度,对应于两种分辨率的DEM,该模型计算坡度的精度可以分别提高7×10⁴倍、3×10³倍以上,表明该模型对于高分辨率DEM数据更为适用。本研究不仅丰富了数字地形分析的方法体系,为相关地学模型分析提供更精确的坡度数据,而且为将来改进地形曲率因子等计算模型提供了一定的参 考和借鉴。     

缺损桩的导纳谱判别法及应用

利用振动工程中的模态分析技术,对桩基系统的振动特性进行研究。根据桩基系统的集中质量参数振动模型,对完整桩和各种缺损桩模型的导纳谱进行了大量的正演计算,按照导纳谱特征与桩基的缺损类型及缺损位置之间的对应关系,编制了相应的判读软件DSP1.0系统,实现了桩基完整性以及缺损桩缺损位置和缺损性质的计算机自动判读。     

地理空间分析与制图的数据整合策略和方法

地理信息系统(GIS)的地学分析与计算机地图制图(CAC)是地理空间数据应用不可分割的两个方面。但GIS与CAC在地理空间数据的需求上存在冲突,导致两者间数据无法充分共享,直接造成数据的重复采集和浪费。本文从数据、软件系统和地图符号库的综合实施方案出发,初步探讨了地理空间数据整合的策略与方法。研究结果表明,基于辅助线的传统整合方法极大地增加了地理数据建库与更新的难度,而将人工智能技术、专家系统与主制图型或者主分析型数据方案结合起来,才有助于实现GIS与CAC在数据及系统功能上的真正融合。     

地学数据集成及空间决策支持的方法与应用

空间数据分析技术的严重滞后出现了“信息爆炸”的现象。因此,由于地学数据多源性的特点,如何集成量纲不一,形式多样,既有定量数据,又有定性的文字描述,经验性和知识性的地学数据并使之帮助决策成为当前亟待研究的课题之一。本文讨论两个空间数据集成和决策支持方法:模糊证据权重和加权逻辑回归方法。与传统地学数据集成和空间决策支持方法如判别分析和其他多元回归不同之处在于,这两种方法在解释变量是连续和类别变量混合模式的情况下或响应变量取两类值的情况下处理的结果更为合理。     

不同甘蔗品种锤度与糖分的关系

使用大田实验数据和实验室数据建立了实验室锤度和田间锤度与甘蔗糖分关系的数学模型。统计分析表明 ,实验室锤度、田间锤度与糖分间均存在显著的线性关系 ,并且实验室锤度———糖分关系与大田锤度———糖分关系存在显著性 (α =0 .0 5 )差异 ;而不同甘蔗品种间的田间锤度———糖分关系无显著性差异 (α =0 .0 5 )。故不同的取样方法应使用不同的方程来估计甘蔗糖分 ;而不同甘蔗品种间田间锤度———糖分关系可用同一模型来描述。对三个供试甘蔗品种应用该模型进行实测验证 ,实测与预测值的相对误差均在 7%以内。     

双偏振雷达差分传播相移的五种滤波方法对比分析

为了对双线偏振雷达的差分传播相移ΦDP进行滤波降噪处理,提高双线偏振雷达识别粒子、估测降水的能力。通过对C波段双线偏振雷达差分传播相移分别采用滑动平均、中值滤波、FIR滤波、卡尔曼滤波和小波分析5种不同方法地介绍,利用中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室移动式C波段双线偏振雷达(POLC)2013年外场试验观测资料,对比分析了经5种方法处理后的差分传播相移ΦDP径向数据,及其分别在降水估测中应用的效果。结果表明:采用FIR滤波方法、卡尔曼滤波方法和小波分析方法对ΦDP径向数据进行处理的效果比传统的滑动平均和中值滤波方法好;其中小波分析处理的ΦDP径向数据波动最小,再经过变距离法拟合的KDP数据的负值能够得到最有效地抑制,最后应用到R(KDP)降水估测中的精度最高。     

BNC/RTKLIB/PPPWIZARD实时精密单点定位服务性能评估

为综合评估目前应用广泛的3款GNSS开源软件BNC、RTKLIB和PPPWIZARD的RTPPP服务性能,均匀选取9个全球IGS-MGEX观测站实时GPS、GLONASS、Galileo三系统数据,对比分析3款软件接收数据流的完整率,并评估不同软件的收敛速度、定位精度和数据有效率。结果显示：1）3款软件的实时数据完整率基本都保持在96%以上,但相比较而言PPPWIZARD软件实时数据的完整率最优,BNC次之,RTKLIB相对较差;2）三系统中BNC、RTKLIB和PPPWIZARD软件分别在14 min、82 min和12 min左右收敛至三维点位精度优于0.5 m;3）在实时定位精度方面,BNC、RTKLIB和PPPWIZARD软件在水平和高程方向定位精度依次为9 cm和12 cm、16 cm和20 cm、7 cm和12 cm,其中PPPWIZARD软件采用了模糊度固定解;4）3款软件在数据有效率指标上存在差别,其中BNC和PPPWIZARD软件数据的有效率均达到95%,RTKLIB软件低于73%。总体而言,BNC与PPPWIZARD软件的实时PPP服务性能指标基本相当,RTKLIB软件稍差。     

基于GIS的山东省主体功能区划分探析

构建以主体功能区为基础的区域开发格局是"十一五"规划的一个新亮点,该文以山东省的17地市为基本单元,通过运用数据标准化、变异系数法等数学方法确定山东省主体功能区划分的指标体系,计算出划分指数;利用RS软件ERDAS和GIS软件ArcView的配准、数据处理和空间分析等功能实现对山东省的优化开发区域、重点开发区域和限制开发区域的划分尝试,并且以专题地图的形式表现出来。     

NUMERICAL MODELLING FOR OFFSHORE PLATFORM CATHODIC PROTECTION-LOCAL SYSTEM

This paper discusses numerical methods for modelling cathodic protation (CP) using Boundary ElementMethods(BEM) for CP design analysis in comparision with the traditional methods and presentsseveral mathematical models (for CP design in 3-D infinite area) solvable by using BEM withmicrocomputer.