基于改进NAD方法的频率域声波逆时偏移

逆时偏移成像具有高分辨率的特点,在频率域实施能提升偏移成像效率.数值求解波动方程是逆时偏移成像的关键环节,数值算法的优劣直接决定着偏移过程的计算效率与成像结果的质量.本文在频率域近似解析离散化（NAD）方法的基础上通过优化网格差分模板系数构造改进NAD方法,保证数值离散精度的同时可缓解阻抗矩阵的病态程度,以此提高频率域正演模拟的计算效率并将该方法运用于频率域声波逆时偏移.通过分别对凹陷模型、Sigsbee2B模型以及Marmousi模型进行偏移成像且与四阶标准NAD方法和四阶普通有限差分方法进行比较,改进NAD方法在压制数值频散与提高成像效率方面的优势得到了充分体现.

     

玛纳斯河流域气候变化对参考蒸散量的影响

蒸散量是内陆水循环的重要环节,探索西北干旱半干旱区气候因素对蒸散量的影响,有助于深入研究内陆水循环对气候变化的响应。本文利用玛纳斯河流域1964—2010年6个气象台站的日气温、风速、相对湿度等气候资料,通过Penman-Monteith公式估算玛纳斯河流域的参考作物蒸散量(RET),利用回归分析、Mann-Kendall等方法分析研究参考作物蒸散量的时空变化特征。结果表明:(1)玛纳斯河流域参考作物蒸散量空间差异明显,除石河子外南部绿洲区参考作物蒸散量均大于北部绿洲边缘区,季节变化趋势也较北部明显。从季节上来看,玛纳斯河流域参考作物蒸散量季节变化差异显著,夏季是参考作物蒸散量变化的主要贡献者,其次是秋季大于春季,冬季的变化最小。(2)南部绿洲区平均风速的减小是参考作物蒸散量减少的主要原因,北部绿洲边缘区相对湿度的增加是参考作物蒸散量减少的主要原因。     

地震勘探时空域双曲滤波因子的特点与提高信噪比的能力

为改善强随机噪声背景中地震勘探资料信噪比（S/N）,提出了混沌振子算法;该算法可实现对未知同相轴的确定. 本文的时空域双曲滤波（hyperbolic time\|distance relation filter,HTDF）是上述算法的后续处理,即处理得到存在的弱同相轴.HTDF的理论基础是最小平方滤波和混沌振子算法. 为说明滤波过程与效果,对于包括一个反射同相轴的地震记录进行了多道滤波因子计算. 结果表明,与一个输出道相应的双曲滤波因子组具有复杂的时频域结构,突出的特点是振幅谱“波动式陷频”表现;弥补或消除这个不足的方法是与输出道相应的多个滤波因子之间存在的振幅谱“互补”性.利用相同随机噪声背景下的共炮点理论记录,经与域双曲速度滤波、褶积滤波处理方法比较,在振幅谱、子波初至、零相位性、S/N改善等方面,HTDF的滤波效果优于另外两种.最后探讨了该滤波技术的机理,包括同相轴内各子波间的相似性,以及对组内因子实施的多次有效相加处理.     

时空移动成像条件及偏移速度分析

首先比较了深度聚焦速度分析和剩余曲率速度分析中的成像条件,然后通过时空移动成像条件得到了时移偏移距域共成像点道集和时移角度域共成像点道集.基于时移角度域共成像点道集,统一了偏移速度分析中通常应用的两个偏移速度判断准则：深度聚焦准则和成像道集拉平准则.最后基于时移角度域共成像点道集,推导了速度更新公式,并设计了速度分析流程.合成数据和实际地震资料上的测试证明了方法的可行性和有效性.     

基桩倾斜测试信号的频率域特征

阐述了应力波的频率域特征及谐和振动特征,通过多个模型桩及工程桩检测实例说明,基桩倾斜方向及倾斜度大小可通过频率域作出较准确的判定.     

用交错网格有限差分法计算三维频率域电磁响应

用交错网格有限差分法(SFD),实现了三维频率域电磁场响应 的数值模拟. 该方法适用于任何方向的磁偶极子源. 经与解析方法、积分方程等 其他方法的计算结果对比表明,交错网格有限差分法结合散度校正和不完全乔累斯基分解预 处理的双共轭梯度迭代方法进行正演计算,速度快、精度高、结果稳定,能适应三维复杂介 质的数值模拟,为三维电磁反演奠定了基础.     

利用拟牛顿法和信赖域法联合反演震中分布与一维速度结构

本文将拟牛顿法与信赖域法相结合的反演方法用于地震震中和一维速度结构的联合反演. 通过数值试验比较发现：用拟牛顿法构造Hessian矩阵,虽然仅利用目标函数的一阶导数信息, 但由于保证了正定性和拟牛顿条件, 比解析求得Hessian矩阵更加高效稳定, 通过与信赖域方法的结合,使得该联合反演方法与经典的联合反演方法相比不仅具有较高的计算效率和较高的反演精度,同时也具有更强的总体收敛性.利用本文方法对台湾集集地震重新定位结果（纬度23.86°N, 经度120.80°E, 深度10km, 发震时刻1999年9月21日17:47:16.0）与前人主流结果一致.此外,该方法对不同初始速度模型以及不同的地震到时数据集均可给出较一致的结果,进一步表明该方法的优越性.本文还利用1998～2001年间华北遥测地震台网40个台站记录到的64次地震的971条P直达波和首波到时资料,采用本文提出的方法吩北京及其邻区的一维地壳P波速度结构进行联合反演, 结果表明该地区浅层地壳速度较低,中部地壳速度较高, 下部地壳速度逐渐递增.     

频率域线源大地电磁法有限元正演模拟

本文介绍了频率域线源大地电磁法有限元正演模拟的研究结果. 在外边界上统一应用适合于人工源的一阶吸收边界条件来形成边值问题,可减小基于平面波假设造成的人为截断边界的影响. 程序编辑中设计了两个二维数组分别存储总体系数矩阵的非零元素和在总体结点编号中的位置,使内存占用量减少,且物理意义明确,方便用高斯-赛德尔等迭代法解有限元方程时调用. 采用视δ函数模拟线源,提高了解方程组的稳定性. 最后通过对1个简单模型和1个复杂模型的模拟,证明所用的方法对异常体能够有明显的反映,说明了该方法的可靠性和有效性.     

三维地形频率域人工源电磁场的边界元模拟方法

提出了一种用边界元法计算频率域人工源三维地形电磁场的数值模拟方法.首先用矢量积分理论和电磁场边界条件,将上半空间（空气）和下半空间（地下介质）两个区域电磁场边值问题变为仅对地形界面的两个矢量面积分方程.然后将对地形界面的积分剖分为一系列的三角单元积分.在三角单元积分中,假设单元中电磁场为无限大气空间电磁场与地形影响的叠加,并假设地形影响为常项,这样既保证了计算精度又使得计算方法简便.通过分解和计算,每一个矢量面积分方程分解为对应三个坐标方向的三个常量线性方程,这些线性方程组成了对角占优的线性方程组,可用SSOR方法求解.文中给出了垂直磁偶源的垂直磁场地形影响的例子.