多频电磁波测井的数值模拟

从麦克斯韦方程及本构关系出发,导出了频率域中的电磁波动方程。采用有限差分方法,对波动方程求数值解。设计的程序可模拟实际的测井过程。程序执行后给出模拟测井曲线。数值模拟试验表明,多频电磁波测井对区分油水层是成功和有效的。     

TEM正演响应计算的几种频时域转换方法对比

在瞬变电磁的一维正演响应模拟中,常用的方法是先在频率域中求解,之后将结果转换到时间域。但该方法在晚期的计算精度通常不高,因此,使用5种频-时域转换方法(正、余弦变换的数值滤波算法,G?S逆拉普拉斯算法、正、余弦变换的折线逼近法)进行了计算,与解析解对比,得出余弦变换的数值滤波算法在晚期计算中精度最高的结论,并对这五种转换方法产生误差问题的原因进行了讨论和分析。本研究有利于瞬变电磁一维正演响应的高精度计算,使其在多维计算中得到更好的应用。     

基于解析方法计算频散层状介质的探地雷达响应

考虑频散介质的电磁波传播,采用Cole-Cole公式建立频散模型。只考虑介质的介电常数随外加电磁场频率的变化,采用高密度采样滤波算法,模拟层状介质的雷达响应,从中可以看出频散介质对雷达波的衰减影响。     

预报地下水位、泉水量和蒸发量的多输入多输出数值模型

本文介绍了利用不规则网格有限差分法建立的以地下水位、蒸发量和泉水溢出量为输出的降水量、灌溉量和渠道入渗量等为输入的多输入多输出数学模型。该模型，作者曾成功地应用河西走廊疏勒河流域某地段的环境生态工程预测评价及河西走廊黑河流域的水资源评价工作中。     

输水隧道地震响应的多物质ALE数值分析

为研究浅埋输水隧道内部流体对隧道地震响应的影响,考虑黏弹性人工边界、土壤的非线性、隧道结构刚度有效率及流-固耦合作用,建立了双线隧道-土体-流体相互耦合作用的力学模型。通过刚度折减试验得到衬砌环环向、径向、轴向刚度,进而引入正交各向异性连续材料作为衬砌材料模型。采用基于任意拉格朗日-欧拉（ALE）描述法的流-固耦合方法,对上海某大直径双线输水隧道在流体作用下的地震响应进行了分析。通过与等效密度法对比,验证耦合模型对于处理输水隧道多物质非线性耦合抗震问题的可行性。计算结果表明,在水平方向地震激励下,无论一致激励或是非一致激励流体对隧道地震变形和内力都有较大影响,但对位移影响较小;对于不同隧道内水量,隧道弯矩均集中于衬砌隧道45°交叉斜线位置;相比于一致激励,非一致激励增强隧道地震位移和变形响应是明显的。     

斜阶跃波层状介质航空瞬变电磁响应数值计算

目前,航空瞬变电磁方法数据解释主要采用阶跃波均匀半空间模型计算视电导率值,而实际航空电磁系统发射波形的下降沿多为斜阶跃,导致解释时计算的视电导率值存在较大偏差。为此,笔者研究了航空瞬变电磁系统发射电流为斜阶跃时的电磁响应数值计算,将发射波形进行拉氏变换,利用G-S逆拉氏变换与241点汉克尔变换相结合的方法,实现斜阶跃波关断后的层状大地模型航空瞬变电磁响应计算;并对均匀半空间和层状大地模型下,不同关断时间和不同飞行高度对电磁响应的影响进行分析。得出结论:不同关断时间,关断后取样延时2 ms时,均匀半空间电磁响应的平均偏差为27.78%,三层模型的平均偏差为32.16%;当飞行高度从20 m增加到60 m时,均匀半空间和三层模型的感应电动势分别减小了43.6%和83.2%。     

大地电磁响应数值计算中结点分布的最优化问题

首次提出用广义逆理论解决数值计算中结点分布的最优化问题。由于文章的目的仅在于提出和说明这种方法的概念,所以只考虑一种典型的一维大地模型,并叙述了广义逆理论在这种应用中的基本关系。结果表明这种算法可给出最佳的结点分布。雅可比矩阵,奇异值和对应的特征向量的分析,可以从本质上理解不同电性层中结点分布对数值计算精度的影响,对设计数值模型具有很重要的指导意义。本文的结果对二维和三维复杂模型的数值计算具有重要的参考意义。     

多层开采沉陷预计数值计算分析

为了科学合理地规避矿山开采中地质灾害发生,以贵州某矿山为例对矿山沉陷进行分析。以概率积分法为理论基础,利用Visual Studio2010开发程序编写沉陷预计程序,实现了对该矿山的地表沉陷的数值模拟。得出了矿区的6层采区开采后造成的沉陷范围和沉陷程度。为今后地下开采引起的损害分析提供更加直观科学的依据。     

多层开采沉陷预计数值计算分析

为了科学合理地规避矿山开采中地质灾害发生,以贵州某矿山为例对矿山沉陷进行分析。以概率积分法为理论基础,利用Visual Studio2010开发程序编写沉陷预计程序,实现了对该矿山的地表沉陷的数值模拟。得出了矿区的6层采区开采后造成的沉陷范围和沉陷程度。为今后地下开采引起的损害分析提供更加直观科学的依据。     

多层开采沉陷预计数值计算分析

为了科学合理地规避矿山开采中地质灾害发生,以贵州某矿山为例对矿山沉陷进行分析。以概率积分法为理论基础,利用Visual Studio2010开发程序编写沉陷预计程序,实现了对该矿山的地表沉陷的数值模拟。得出了矿区的6层采区开采后造成的沉陷范围和沉陷程度。为今后地下开采引起的损害分析提供更加直观科学的依据。     

多频供电波形与合成技术研究

多频发射技术是主动源电磁法提高工作效率的重要手段之一.什么样的供电波形最好,一直是工程技术人员关心的问题.通过对典型供电波形频谱结构的研究,认为各频率成份能量相等的波形是最佳波形.介绍了基于DDS、CPLD和VHDL的多频波形合成技术,结合实例阐述该技术的软硬件设计方法.     

多频电磁波测井物理模拟实验的方法技术

为了对多频电磁波测井有进一步的了解，针对在石油勘探中的油层、水层情况，研制了模拟实际测井环境的地层模型，并对天线的选择、空间电磁场的影响和反射波的干扰等因素进行了讨论，并提出和总结了关于实验装置的组构、各种模型参数的选取、幅度和相位的测量及数据的采集等一套较完整地实验方法和测量技术。     

多层介质点电流源磁场响应计算

介绍了点电流源层状介质模型磁电阻率法响应的模拟方法。由电流磁场的旋度公式出发,推导了多层介质中点电流源磁场的表达式,其为一个关于空间径向坐标和贝塞尔函数空间波数的二重积分。利用贝塞尔函数的性质可将该二重积分化为标准的贝塞尔积分,然后采用直接数值积分的方法计算该积分。在此过程中通过连分式展开加快积分求和的收敛速度。利用上述方法对海底天然气水合物模型点电流源产生的磁场进行了计算。模型计算结果表明,海底天然气水合物的存在能引起磁场较为明显的相对变化。     

非线性多层含水系统地下水资源管理的响应矩阵方法

本文把只适用于线性地下水系统资源管理的响应矩阵方法推广到非线性地下水系统之中．讨论了非线性多层含水系统水资源管理的基本理论和算法原理，编制了程序软件并进行了理论检验．对于把潜水系统用承压水系统近似代替进行水资源管理这一作法的不适用性进行了分析．由于非线性地下水系统在自然界中普遍存在，因此，本文的研究成果具有良好的应用意义。     

层状非饱和土地基的轴对称稳态动力响应

考虑土颗粒、孔隙流体的压缩性及各相物质间的黏性、惯性耦合作用,采用理论上更加严谨的饱和度本构关系式,建立了非饱和土的动力控制方程。该组方程与饱和土的经典Biot波动方程完全兼容,因此,具有更广泛的适用性。通过引入一组状态向量,在圆柱坐标系下将非饱和土满足的波动方程转化为状态方程组,利用Hankel变换,求解状态方程组,得到了传递矩阵。结合边界条件及层间接触连续条件,求解了层状非饱和地基的稳态动力响应问题。数值算例表明：土层对地表动位移的影响主要集中在临界深度范围内;软硬土层的相对次序对地表动位移幅值有显著影响;饱和度增大会引起土的物理参数发生相应的改变,尤其是动剪切模量通常降幅较大,而动剪切模量是决定位移幅值的关键因素,最终的结果是导致地表动位移幅值明显增大。     

二维圆柱坐标下FDTD法对多频电磁波测井的数值模拟

在介质围绕Z轴旋转对称的情况下,三维直角坐标下的麦克斯韦方程可变成两组分别对应TM波和TE波的二维柱坐标下的偏微分方程.采用线圈作为电磁波测井的发射器和接收器的时候,可采用TE波对应的方程,这时相当于磁极子的情况.而采用电偶极子作为发射和接收器的时候,则对应TM波的方程.采用时间和空间均为二阶精确的有限差分方法,将偏微分方程进行差分化.这样,空间的电磁场可由时间域有限差分法(FDTD)来求解.     

非稳态热传导时层状路面体系的温度响应

利用解析层元法推导温度荷载作用下非稳态热传导时层状路面体系的温度响应解答。从热弹性理论平面应变问题的控制方程出发,借助于Laplace-Fourier积分变换,推导出单层介质及下卧半平面的精确刚度矩阵即解析层元,结合有限层法原理及边界条件,组装并求解总刚度矩阵,得到其在变换域内的解答,最后通过相应的积分逆变换得到物理域内的真实解。由于该法刚度矩阵元素中不含正指数项,计算时不会出现溢出或病态矩阵的现象。编译了相应的计算程序,所得结果与有限元模拟结果吻合较好。在此基础上,对有限深度和半平面两种假定条件下的解答进行对比分析,并分析层状路面体系中位移和温度随时间的变化趋势及沿深度的分布规律。分析表明：温度场具有一定的影响深度,超过此深度,有限深度与半平面理论解答基本一致;温度荷载的影响深度与其强度有关,强度越大,其影响深度越深。     

一种间歇衰减信号的锁相测频电路

本文介绍一种特殊的锁相测频电路，特别适用于间歇衰减信号的频率测量，着重阐述了其设计思想、各单元电路的分析以及关键元器件的选择。