基于GT3的网格计算平台的构建及应用

基于CEDAGrid项目的需求, 通过应用Web服务技术和网格计算技术, 构建了基于GT3的网格计算应用平台, 在有4个节点的网格计算平台上(其中只有3个节点参与了科学计算任务)进行了地震应力触发计算实例(以川滇地区为例, 共有17个断层), 系统耗时为13min25s, 如果只在一个节点上进行计算, 则需要时间为35min10s。 该实例的成功运行证明, 基于网格技术构建的计算平台可以解决传统的地震领域内的科学计算问题, 在时间效率上可以提高许多, 如果应力触发计算本身越复杂, 网格的计算资源越丰富, 网格计算的执行效率会体现的越优越。 通过这一科学计算试验为网格技术在地震领域的应用做了有意的探索。     

球面等积六边形离散网格的生成算法及变形分析

球面离散网格模型是管理海量数据的有效途径,如何构建球面网格是这类模型的基础问题。利用施奈德等积投影建立平面与球面的对应关系,并在此基础上设计了3种球面等积六边形离散网格的生成算法。结合实验分析这3种网格的最大/最小边长比和单元周长均方差两项指标,结果表明全部网格的指标均收敛,其中C-Ⅰ网格的性质最优。     

分布式协同计算的GIS技术研究

讨论GIS的基本技术体系,针对GIS应用需要提出以分布式协同计算为基本特征的新一代GIS技术。回顾GIS技术的发展历程及各代GIS技术的基本特征,分析GIS应用需求的发展趋势,提出新一代GIS应具备的基本特征;从空间数据模型、空间查询语言和空间数据分布式计算等方面讨论新一代GIS技术的理论体系,并提出现阶段可行的实现机制;介绍新一代协同计算的分布式GIS软件原型。     

密度和速度随机分布共网格模型的重力与地震联合反演

针对重力与地震联合反演存在的问题,结合已有的研究成果,本文研究实现了速度和密度随机分布共网格单元模型的建模技术,以适应密度和速度剧烈变化的复杂模型及联合反演的计算要求.重力正演利用了该网格的二度半体模型,并进一步改进了地震走时的二维射线追踪计算方法,以适用于速度随机分布的网格介质.结合改进的模拟退火算法,实现了这种共网格条件下的重力与地震资料的同步联合反演.模型试验证明了重力与地震联合反演可以准确确定复杂物性界面的密度和速度结构,适用于物性界面不完全一致和物性变化剧烈的复杂模型,并且联合反演结果要优于单独的重力反演.带先验信息约束下的实际资料的联合反演,进一步证明了该方法的适用性和效果,可提高反演精度并减少多解性.     

Lebedev网格改进差分系数TTI介质正演模拟方法研究

本文采用一种新的交错网格-Lebedev网格（LG）进行TTI介质的正演模拟研究,避免了Virieux标准交错网格（SSG）算法在处理TTI、单斜等各向异性介质时波场插值引入的数值误差,提高了模拟精度.在方法实现过程中,本文针对有限差分正演模拟面临的网格频散与边界反射两个关键性问题分别做了优化,并通过模型试算验证了它们的有效性与可行性：（1）结合最小二乘思想推导出新的频散改进差分系数（DIC）,该系数比Taylor系数更能有效地压制粗网格引起的数值频散,可以节约内存,提高计算效率;（2）将分裂的多轴完全匹配层（M-PML）吸收边界条件引入到LG算法中,解决了传统PML边界条件在某些各向异性介质中的不稳定现象并且具有较好的边界吸收效果.     

风暴潮漫滩数值预报模式分析与探讨

用Ｆｌａｔｈｅｒ可变边界模式数值模拟黄河三角洲的风暴潮漫滩，比较计算的三种漫滩模式，讨论可变边界条件。     

渤海局部海域风暴潮漫滩计算模式──ADI干湿网格模式在渤海局部海域风暴潮漫滩计算中的应用

采用ＡＤＩ干湿网格模式和一种大小区嵌套式的数值计算格式，考虑了天文潮与风暴潮的非线性耦合效应，对渤海局部海域的风暴潮漫滩进行了数值模拟。模拟结果与实测结果符合良好，证实ＡＤＩ干湿网格模式对海湾风暴潮漫滩计算的可行性。指出ＡＤＩ干湿网格模式对预报淹水受灾范围具有应用价值。     

长江口水动力场、浓度场数值模拟网格生成技术的研究

为很好地拟合研究区域长江河口的复杂边界及计算水域，本文在曲线坐标系下建立了贴体正交曲线网格生成的泊松方程变换，选择了适当的聚并函数以调节网格疏密程度。所生成网格的结果同时也与拉普拉斯方程变换的结果进行了比较，分析表明效果良好，可用于含有小岛的长江口多连通域的网格划分。     

利用插值试验分析采样网格对粒度趋势分析的影响

利用地理信息系统软件ArcView3．2的空间分析功能,采用三次样条插值方法,对采自山东半岛月湖的表层沉积物的粒度参数进行插值。应用“粒度趋势分析”方法,选取一系列的特征距离值进行试验,从原始数据和插值后数据中提取净输运方向的信息。结果显示,原始的不规则采样点所得粒度趋势对于特征距离的选择很敏感,而插值后的规则格网在不同的特征距离下均表现出比较统一的粒度趋势信息。研究表明,规则格网较不规则格网采样点有许多优势,应用插值方法可有效地提高原始数据的信息含量及其质量。     

三维斜压台风模式Ⅰ.数值方法

一种多重移动套网格斜压台风模式已被应用于海洋环境数值预报.模式采用σ坐标系的原始方程组作为控制方程.现在用于国家海洋环境预报中心的模式垂直方向为非等距4层,水平方向为Arakawa B型格式,所采用的差分格式满足动量和能量守恒原理.模式控制方程组分离成平流过程和适应过程二组方程,并根据大气运动不同过程的特性,分别采用不同的时间步长和不同的积分方法.预报和后报结果显示该数值方法不仅可以缩短机时,而且可以得到稳定的预报结果.