海洋CSEM的共中心点域快速反演

海洋可控源电磁法(CSEM)对海底高阻体的反映比较灵敏,可用于天然气水合物探测资料的定性解释和反演研究.海洋CSEM资料的共中心点(CMP)域转换方式,可在横向上较好地分辨高阻储层.本文提出在CMP域实现一维频率域海洋可控源电磁资料高斯-牛顿反演算法.鉴于一维反演是解释地球物理资料的基础,较于二维和三维反演方法有着更高的计算效率和更低的硬件要求,将二维模型的响应在CMP域单元内表达为一维模型的响应,进而运用一维高斯-牛顿反演解释二维海洋CSEM资料.模型数据试算表明,海洋CSEM的CMP域反演速度较快,能够实现二维CSEM资料的反演解释.     

利用人工爆破资料研究福建一维P波速度结构和地震定位

通过人工爆破资料研究地球结构的独特优点是震源时间和位置精确知道.2010—2012年间福建省进行了一系列的爆破实验.本文利用手工拾取来自省地震台网记录的爆破地震初至Pg、Pn以及续至Pg波到时数据,采用联合反演方法构建了新的一维P波速度模型,即福建爆破模型(FJEM).与华南模型相比,FJEM模型对走时的拟合程度提高了45%,有明显改善.利用不同爆破地震数据组合得到稳定类似的福建地区一维速度模型,显示福建地区存在较简单的一维速度结构.对爆破地震的重定位显示传统使用的华南模型在福建地区具有较小的水平定位误差(平均0.52±0.45km),但存在较大深度误差(平均4.7±1.2km).FJEM模型表现出与华南模型相似的水平定位能力,但是震源深度误差更小(1.3±1.1km).对基于FJEM模型的合成天然地震目录的重定位,华南模型显示出相似的定位结果:(1)台站方位覆盖较好的福建中部地区的水平定位误差小;(2)台站方位覆盖差的福建海岸及海峡区域水平定位误差大;(3)震源深度误差则跟台站数目及方位分布没有明显的关系,而是与发震时间误差有互易关系.从中可以看出,地震水平定位误差基本上受台站方位覆盖影响,而受参考速度模型影响不大;而在深度方面,本文改进的FJEM模型不仅更加接近真实的速度结构(拟合走时更好)而且也减小了深度误差.因此建议在福建及其邻近区域的日常定位中用FJEM模型替代华南模型.     

变速海水运动感应电磁场数值模拟及特征分析

海水是一种高电导率的流体,根据电磁感应定律,运动的海水切割地磁场会在海水中产生感应电流,从而产生感应电磁场。本文从麦克斯韦方程出发,推导出一维速度场海水运动感应电磁场偏微分方程,利用电磁场水平分量在海表面和海底面上的连续性条件,得到海水运动感应电磁场表达式,并编写了Fortran计算程序。计算了常速度海水运动感应电磁场,并与格林函数法计算结果进行了对比,两种方法的计算结果一致。计算了变速度(即海水运动速度随深度变化)海水运动感应电磁场,并讨论了海水运动周期和海底介质电导率对海水运动感应电磁场的影响。计算结果表明:海水运动周期和海底介质电导率对常速度海水运动和变速度海水运动感应电磁场都有影响,但影响程度不同。在本文所述模型和参数条件下,海水运动感应电场和感应磁场振幅分别可达6μV/m和10nT,这与海洋大地电磁响应的量级相当。因而在处理海洋大地电磁数据时,海水运动感应电磁响应是不可忽略的噪音干扰,需要采用必要的压制手段。     

大地电磁一维磁化率、电阻率主轴各向异性正演

大地电磁(Magnetotelluric, MT)正演是其资料解释的基础,也是认识地球介质响应特征的重要手段.磁化率和电阻率是影响MT响应的两个主要物性参数,真实固体地球介质电阻率各向异性现象普遍存在且铁磁性等物质的磁化率显著.而当前成熟的MT资料解释技术仍局限于各向同性介质、电阻率单一参数.本文从Maxwell方程组出发,推导了磁化率、电阻率主轴各向异性均匀半空间和层状介质的视电阻率及相位的解析表达式.然后,通过两个不同类型模型的计算对比,验证了算法的正确性.最后,对典型模型进行计算,结果表明某些情况下磁化率的影响不可忽略,对于低阻地层,当其电阻率与相对磁导率的乘积大于围岩的电阻率时,其视电阻率将表现为高阻.本文开发的正演算法,有助于认识磁化率、电阻率主轴各向异性时的MT响应特征,也可为后期二维、三维正演提供参考对比.     

一维-三维耦合的明渠瞬变流模拟方法与应用

为精细化模拟明渠中水电站瞬变过程引发的涌浪,克服以往低维模型无法细致刻画涌浪的横向和垂向运动、以及高维模型计算效率偏低等问题,基于水位预测矫正法,提出了一维-三维耦合的明渠瞬变流模拟方法。通过潮汐波浪运动、局部溃坝波和顺直明渠瞬变流算例验证了方法的有效性和准确性,模拟结果与渐进理论解、商用软件模拟结果等吻合较好。将该方法应用在实际工程中,计算了葛洲坝水利枢纽瞬变过程中库区的涌浪过程,分析了瞬变过程的最大、最小涌浪波高和涌浪的衰减规律,结果与频谱分析结果吻合较好,说明了本方法能准确模拟实际的明渠瞬变流过程。     

秩亏水准网平差公式的一维表达式

秩亏水准网按附中条件法平差的法议程系数和参数先验权阵具有对称特性,利用此特性和水准网附加矩阵的特殊形式,以及文献[2]中给出的线性议程组未知数及其函数,系数阵逆阵计算的一维公式,可导出秩亏水准网按中条件法平差的一维平差计算公式,使秩亏水准网平差计算和程序设计简单易行。     

一维游标位敏阳极光子计数探测器

报道了一维游标位敏阳极光子计数探测器,详细介绍了一维游标位敏阳极的解码原理和设计结果. 搭建了基于一维游标位敏阳极探测器的紫外光子计数探测系统. 该系统工作于光子计数模式,可同时测量单光子事件的一维坐标. 获得了对应入射光空间强度一维分布的脉冲计数分布图. 通过测试,系统的分辨率优于100 μm. 该探测器可以实现极微弱的高能光子、电子和离子等粒子流强度分布的一维探测,因此可以用于深空探测、光谱测量、高能物理以及生物发光探测.     

一维铁磁链中量子孤波的能级和磁矩

使用Hartree近似和一种简化的准离散多标度方法,研究了具有交换作用和经典磁矩相互作用的一维铁磁链中的量子孤波解. 这种一维铁磁链中不仅存在着运动的量子孤波,也存在着静态的量子孤波(即量子内禀局域模).利用所获得的量子孤波解,进一步研究了量子孤波的能级和由量子孤波所携带的磁矩. 研究表明,量子孤波的能量和磁矩都是量子化的,这些结果为正确理解磁性材料中像磁滞回线的量子台阶等宏观量子特性提供了一条可能的途径.     

基于微扰法的改进一维分形模型分层海面电磁散射研究

运用微扰法研究了平面波入射分层介质粗糙面的电磁散射,采用改进的一维分形海面模型模拟实际的分层海面,推导出了平面波入射时的散射系数计算公式。通过数值计算得到了HH极化双站散射系数随散射角的变化曲线,讨论了中间介质介电常数和厚度、摩擦风速和入射波频率对双站散射系数的影响,得到改进的一维分形分层海面散射系数的基本特征、分区特征和随频率变化的特征,结果表明散射系数近似具有"量子化"特征。这些结果在诸如海洋遥感、无线电传播与通信、粗糙面重构等方面中有着广泛的应用。     

大地电磁测深资料常规反演方法的应用现状及进展

文中介绍了大地电磁测深(MT)资料处理解释中几种常规地球物理反演方法的基本原理及该领域内的最新进展,通过应用实例分析说明在进行资料定量解释的过程中应该多种反演手段相互佐证.可以用BOSTICK反演结果建立初始模型,通过一维、二维反演,在结合地质、物探资料并通过正演模拟计算验证的基础上,建立合理的地质-地球物理模型.利用综合信息建模及反演成像技术结合现代地质理论,能有效地降低解的非唯一性,提高解释结果的可靠程度及综合地质解释结果的合理性.