攀枝花古地幔柱壳、幔结构与地球物理边界场特征

攀枝花古地幔柱的形成与演化对这一地域的大地构造格局、金属矿产的聚集和区域大陆动力学研究均有着极为重要的科学意义和应用价值.本文通过穿越攀枝花古地幔柱中心部位的四条人工源深部地震探测剖面和区域地球物理边界场响应研究提出：（1）攀枝花古地幔柱具有特异的壳、幔速度结构;（2）在其中心部位由结晶基底到壳、幔边界均为高速体,且结晶基底和Moho界面局部隆起、地壳内部存在厚达10余千米的低速层,且被数条深、大断裂切割;（3）重力场、磁力场的边界异常场响应组构了攀枝花古地幔柱的地表形态和中心部位的圈闭范围.     

西构造结—帕米尔及周边深部结构与构造探榷

帕米尔高原是五大山脉汇结之中心,被称为"西构造结".在此山高耸谷陡深是人迹罕至的无人区.应用稀少的地面重力和人工地震数据和卫星重力资料,以NNW和NEE向两条长达1620 km的十字交叉剖面,对帕米尔高原地区地壳深部结构与区域地质构造进行了研讨.帕米尔高原中心地区地壳厚度(莫霍界面深度)接近70 km,并在总体上呈向四周逐渐延展减薄(变浅)的总趋势,到帕米尔的周边地区减薄为50余km左右.这里是一个壳幔结构变异的构造强烈活动地域.     

容器固有频率对液体晃荡的影响

针对矩形容器内液体晃荡问题,采用了时域高阶边界元方法建立自由水面满足完全非线性边界条件的数学模型。求解中采用混合欧拉-拉格朗日方法追踪流体瞬时水面,运用四阶龙格库塔方法更新下一时间步的波面和速度势。通过将计算得到的波面结果与实验数据、解析解和已发表结果对比,吻合良好,验证了本方法的准确性。进而采用谱分析方法分析了波面时间历程,得到容器各阶固有频率对液体晃荡的影响。研究发现,基频对液体晃荡的影响最大,且非线性越强,更高阶容器固有频率的影响越大。     

船体曲面几何表达及水动力性能计算的NURBS方法

采用非均匀有理B样条(NURBS)对船体曲面形状进行几何表达,所生成的网格直接用于后续的有关船体水动力性能计算工作中。对Wigley船型的线性兴波阻力和斜航操纵运动的船体,结合近似的Kutta条件作了相应的数值计算,从与试验结果的比较来看,该方法具有较好的工程精度,对船舶及海洋工程领域中的计算机辅助设计(CAD)与计算流体动力学(CFD)之间的相互集成,具有推动与促进作用。     

开孔沉箱与斜向波作用的理论研究和实验验证

应用透空壁内流体速度与壁两侧的压力差成正比的线性模型,研究了无限多个开孔沉箱在斜向波作用下的反射问题。整个流域被分成无限多个子域,在每个子域内应用特征函数展开法对速度势进行展开。对于沉箱内的波浪运动,根据沉箱位置引入相位差概念。在构造反射波模型时,考虑了结构物几何形状周期性的影响。结果表明,当孔隙系数无限大时,开孔墙前后的速度非常接近,反射系数符合能量守恒定律。在低频入射波作用下,沉箱越短,其反射系数越小,反射系数随着角度的变大而减小。     

用顾及大气层延迟的PVA模型Kalman滤波解算载体运动加速度

为解算航空重力测量中的载体运动加速度,对GPS载波相位伪距双差观测量进行分析。考虑对流层延迟和电离层延迟的影响,并通过对载体的运动学建模,提出一种基于PVA模型的Kalman滤波算法。相对于传统的差分方法,该算法可从相位观测量中直接解算载体运动加速度。通过仿真分析验证,采用自适应Kalman滤波,得到的未经低通滤波处理的载体加速度标准差为7.26×10-3 m/s2。     

基于小波神经网络的盲区重力数据预测

引入精度较高的小波神经网络预测局部盲区重力数据。通过实验,对比分析了不同地形数据分布状况下经度、纬度二维输入和经度、纬度、高程三维输入小波神经网络盲区重力数据预测精度,发现利用小波神经网络可以较好地实现高精度盲区重力数据的预测,同等地形条件下三维输入预测的数据精度更高,更有利于后期利用插值方法制备高精度重力基准图。同时,利用克里金法和小波神经网络对真实盲区进行预测。结果表明,两者的预测值相差不大,但小波神经网络的预测结果更为平滑,表明小波神经网络有良好的适应性。     

遥感解译在内蒙古狼山戈壁荒漠地区1:50000地质填图中的应用

针对内蒙古戈壁荒漠区特殊地貌地质填图工作,选择ASTER和SPOT5数据,通过图像融合、影像校正、影像增强等处理方法,提高图像的空间分辨率和光谱分辨率。利用遥感解译图像快速准确地获取地层、侵入体和构造的解译标志,通过遥感地质解译结合地面调查进行综合分析和解译,提高了填图的准确性,为特殊地质地貌区地质填图提供技术支持,对于在同类区域开展地质填图工作有指导意义。      

秦岭造山带与南北相邻地带远震接收函数与地壳结构

从2013年3月至2014年11月,我们布设了一条延川—涪陵的流动宽频带地震台阵,剖面由70个流动台站组成,全长约900km,穿越华北克拉通、秦岭—大巴造山带和扬子克拉通东北缘陆内三大构造单元.利用记录到的远震波形资料,提取得到5638个远震P波接收函数,使用H-κ叠加扫描和CCP偏移叠加方法刻划了秦岭造山带与南北相邻地带的地壳厚度、泊松比以及构造界带.研究结果显示,(1)关于地壳厚度:地壳最厚的区域出现在大巴山,地壳厚度集中在47~51km之间,秦岭的地壳厚度相对大巴山较薄,且呈向北减薄趋势,集中在37~46km之间,渭河盆地地壳厚度为本区域最薄地带,在34°N左右处达到最薄为35km,剖面北侧的南鄂尔多斯盆地的地壳厚度变化缓慢,多为44km左右,南侧的四川盆地东北缘的地壳厚度向南缓慢减薄,集中在42~48km之间;(2)关于泊松比:使用接收函数H-κ叠加扫描法得到了沿剖面各台站下方地壳的平均纵、横波速度比VP/VS(κ),进一步计算得到泊松比σ,泊松比具有明显的横向分块特征,秦岭造山带的泊松比明显低于南北两侧区域,其小于0.26的泊松比表征着该区域地壳物质组分主要为酸性岩石,亦即其酸性长英质组分上地壳相对于基性铁镁质组分下地壳较厚,该区域没有高泊松比分布则表明不存在广泛的部分熔融.(3)关于构造界带:秦岭—大巴造山带与扬子克拉通的边界并非在勉略构造带,应向南移至四川盆地的东北缘,华北克拉通和扬子克拉通分踞秦岭—大巴造山带南、北两侧,且分别以较陡倾角向南和相对较缓的倾角向北俯冲于秦岭—大巴造山带之下,使得秦岭—大巴造山带呈不对称状扇形向外扩展与向上抬升的空间几何模型.秦岭和大巴山之间33°N附近存在分界面,两区域地壳厚度与泊松比特征各异.     

用多通道AD分级采集扩展地震数据采集器的动态范围

地震数据采集是地震信号数字化必不可少的环节,动态范围是其一个重要的性能指标.实际地震信号的动态范围在160dB以上,而目前普遍使用的24位地震数据采集器动态范围相对较小且在50 Hz采样率时最大只达到135dB,致使24位地震数据采集器在实际使用中对小信号分辨率不够,不能有效提取地震信息;在大地震时又容易使数据采集器出现饱和限幅失真的现象而失去地震监测记录功能.本文针对在地震监测和地震研究中需要具有高分辨率和高动态范围的地震数据采集器这个亟待解决的问题,提出一种采用多通道AD转换器并行分级采集的方法,讨论了通道间失配及其标定.对研制实验样机的测试表明,其动态范围在50Hz采样时可以达到157dB以上,线性度优于0.005%.