岩石声学参数的实验测量及研究

通过对天然岩芯及人工岩芯的测量,研究２４０ｋＨｚ-１．ＳＭＨｚ频段内的声频散、温度对岩石声速的影响、岩石含水饱和度对岩石声速和声衰减的影响,给出岩石中声衰减与声波频率间关系的最佳拟合,并讨论了裂缝对岩石中声波传播的影响。     

介观尺度孔隙流体流动作用对纵波传播特征的影响研究——以周期性层状孔隙介质为例

介观尺度孔隙流体流动是地震频段岩石表现出较强速度频散与衰减的主要作用.利用周期性层状孔隙介质模型,基于准静态孔弹性理论给出了模型中孔隙压力、孔隙流体相对运动速度以及固体骨架位移等物理量的数学解析表达式,同时利用Biot理论将其扩展至全频段条件下,克服了传统White模型中介质分界面处流体压力不连续的假设. 在此基础上对准静态与全频段下模型介质中孔隙压力、孔隙流体相对运动速度变化形式及其对弹性波传播特征的影响进行了讨论,为更有效理解介观尺度下流体流动耗散和频散机制提供物理依据.研究结果表明,低频条件下快纵波孔压在介质层内近于定值,慢纵波通过流体扩散改变总孔隙压力, 随频率的增加慢波所形成的流体扩散作用逐渐减弱致使介质中总孔压逐渐接近于快纵波孔压,在较高频率下孔压与应力的二次耦合作用使总孔压超过快纵波孔压.介质中孔隙流体相对运动速度与慢纵波形成的流体相对运动速度变化形式一致;随频率的增加孔隙流体逐渐从排水的弛豫状态过渡到非弛豫状态,其纵波速度-含水饱和度变化形式也从符合孔隙流体均匀分布模式过渡到斑块分布模式,同时介质在不同含水饱和度下的衰减峰值与慢纵波所形成的孔隙流体相对流动速度具有明显的相关性.     

充液管中的导波测量海底沉积物原位声速的方法研究

海底沉积物原位声学参数是标定海底地层声场环境、开展多种海洋工程应用的关键参数之一。本文首先建立了充液管-地层物理模型中声波传播的有限差分算法,数值模拟并分析了管中接收声波的特征及其随沉积物速度的变化规律,着重分析了首波的传播特性随距离的变化特征;其次,在此基础上研制了可挂接于海底静力触探装置的实验样机及其核心部件,如声波发射和接收换能器及功能电路板等,搭建了实验测试平台并进行了相关的性能实验测试,对管外存在不同介质下管中激发产生的导波的声信号特征进行了对比和分析。理论和实测结果表明：充液管中导波的衰减特性受到沉积物声速的影响,该特性可用于反演测量地层的声速,实验测量的结果进一步论证了方法的可行性。     

一种顾及TOA数据优选的抗差卡尔曼滤波室内定位方法

室内无线定位在生产、物流、监控等方面有着广泛的用途,然而受通信距离和无线通信基站拓扑结构的影响,传统的TOA室内定位算法存在精度不高和稳定性差等问题.基于此,以超宽带为研究对象,在TOA信道模式下,综合考虑超宽带精度衰减因子与定位信号强度两方面因素,提出了一种顾及数据优选的抗差卡尔曼滤波技术的室内导航定位方法.该方法首...     

观测分析El Ni?o衰减早晚对南亚与青藏高原夏季降水和气温的影响

El Ni?o（厄尔尼诺）事件对东亚和南亚次年夏季降水影响及其机理已经得到充分研究,但其对夏季青藏高原降水是否有显著影响还不清楚。本研究根据1950年后El Ni?o事件次年衰减期演变速度,对比分析衰减早型与晚型El Ni?o事件对南亚季风区与青藏高原夏季（6～9月）季节平均和月平均气候影响差异。结果显示在衰减早型次年夏季热带太平洋海温转为La Ni?a（拉尼娜）型且持续发展,引起Walker环流上升支西移,印度洋和南亚季风区上升运动加强,同时激发异常西北太平洋反气旋（NWPAC）,阿拉伯海异常气旋和伊朗高原异常反气旋性环流响应,增加7～9月对流层偏南气流和印度洋水汽输送,导致南亚和高原西南侧降水偏多。衰减晚型次年6～8月热带太平洋El Ni?o型海温仍维持,印度洋暖异常海温显著,对应的印度洋和南亚季风区上升运动较弱,NWPAC西伸控制南亚季风区,阿拉伯海和中西亚分别呈现异常反气旋和气旋性环流,导致青藏高原西风加强,水汽输送减少,南亚北部和高原降水一致偏少。结果表明:（1）El Ni?o显著影响次年青藏高原西南部夏季季节和月平均降水与温度,是印度和高原西南部夏季降水显著相关的重要原因;（2）El Ni?o衰减快慢速度对南亚和青藏高原西南部夏季季节内降水的影响有着重要差异。     

利用零偏移VSP资料估计介质品质因子方法研究

利用峰值频率移动法估算零偏VSP资料的品质因子Q．该方法用Ricker子波和匹配地震子波分别逼近零相位和混合相位的震源子波,得到了峰值频率移动法估计Q值的公式．进而针对常规方法估计的地震子波峰值频率精度不高的问题,提出了估计地震子波峰值频率的特征结构法．通过合成零偏VSP资料的仿真试验,验证了峰值频率移动法估计Q值的正确性．仿真结果表明,与快速Fourier变换和Burg最大熵方法相比较,特征结构法得到的峰值频率和Q值精度高一些．仿真结果也表明,用峰值频率移动法估计Q值时需要选取恰当的子波参数,否则影响Q值估计的精度．     

波动方程模拟P ML吸收影响因素分析

地震数值模拟中,完全匹配层( PML)边界能有效地吸收衰减地震波,得到无边界反射干扰的波场快照和地震记录。在前人研究的基础上,进一步分析了分裂完全匹配层( SPML)的衰减机制,通过波动方程模拟,分析了震源主频、空间网格间距、介质速度等参数对SPML边界吸收衰减特征的影响。得到了不同条件下,PML边界对地震波的吸收效果。通过分析对比,得出了震源主频对PML吸收效果无直接影响,空间网格间距与PML吸收效果成反比,高速层PML吸收效果缓慢等结论。并通过Marmousi2模型测算,对结论进行了验证。最后给出了复杂模型、不同尺度数值模拟中SPML参数的选取方法,为地震数值模拟中SPML边界参数的定量选取奠定了基础。     

Pn波的形成及其衰减特征——对加拿大地盾的研究

尽管Pn波品质因子（PnQ）对上地幔流变性质研究及核试验监测有着深刻含义,迄今它仍然是一个难以准确测定的地震参量.这是因为除了众所周知的影响所有短周期Q的干扰因素外,在所有主要的区域震相中,地震工作者对Pn波的传播模式及几何扩散函数G=d-k中的扩散率指数k了解最少.不同的研究者任意地假定不同的常数k,因此常算出非常不同的PnQ值（例如文献[1]、[2]）.实际上,理论研究已表明,k随频率而变,变化的形式取决于上地幔的速度结构.本文介绍用一推广的逆向双台法同时测定加拿大东部的PnQ和k值.我们的结果表明:1.加拿大东部的Pn波是由一系列的干涉潜波叠加而形成;2.视PnQ（散射和固有非弹性的综合效应）随频率而增加,在15Hz处接近2000.     

钻井中首波的共振与衰减

本文从P波首波的严格割线积分出发,首次给出了揭示其共振与衰减特性的渐近展开式,通过数值计算,对这些公式进行了检验,证明它们与严格解符合的相当好.解析的和数值结果一致表明:首波具有共振特性,频谱是连续的;振幅随源距z按1/z规律衰减;各共振峰幅度随岩石泊松比v的增大按[v/（1-v）]2规律增大.时域计算表明,所谓“滤波效应”正是首波共振激发特性的反映,传播过程中不频散.     

光生物反应器中光衰减特征与螺旋藻生长动力学研究

分析了光照强度在光生物反应器中的分布特征,结果表明,当光波长及光传播的路径确定时,光生物反应器中光衰减特征主要受培养物生物量浓度的影响,由回归的模型对实验数据的拟合可分析光衰减特征与培养物生物量浓度的相关性,为光生物反应器中平均光照强度的确定奠定基础。在光生物反应器中,当营养底物和环境温度不是螺旋藻生长限制因子时,通过平均光照强度对螺旋藻比生长速率的影响分析,结果表明,在实验条件下,螺旋藻比生长速率与平均光照强度的动力学模型可用Aiba光生长抑制方程描述,光亲和系数Ks为238.29umol/(m^2.s),光抑制系数Ki为0．00493s.m^2/umol,光生物反应器中螺旋藻生长的饱和光照强度出现在190－272umol/(m^2.s)的范围内。