地下厂房岩锚梁锚杆涂沥青段有限元模拟研究与应用

基于AutoCAD和OpenGL有限元可视化建模,利用Fortran语言对模型文件中的单元信息进行改写,提出了一种在地下厂房有限元模型中生成沥青单元网格的方法,显著减少了模型单元数与节点数,提高了建模与计算效率。采用隐式杆单元法模拟涂沥青锚杆,隐式柱单元法模拟普通锚杆,推导了其刚度矩阵及有限元迭代计算公式,并应用于地下厂房岩锚梁锚杆涂沥青段的有限元分析中。结果表明,吊车梁附近围岩破坏区减少,围岩深部锚杆应力增大,说明围岩受力特性得以改善,围岩和吊车梁整体安全度增大,符合工程实践经验。所提出的计算和单元再分方法可操作性和实用性大,可为类似工程有限元分析提供参考。     

颗粒接触无网格法及其在边坡成灾范围模拟中的应用

提出了一种基于颗粒接触的无网格方法（PCMM）,并编制了相应的C++程序,解决了有限元等网格类方法在模拟边坡失稳滑动过程中的网格畸变问题。该方法利用颗粒离散元中的接触拓扑创建连续介质单元,通过颗粒的运动演化实现连续介质单元的自动删除及重建,通过在连续介质单元中引入考虑应变软化效应的Mohr-Coulomb模型及最大拉应力模型,实现边坡的弹塑性分析及失稳滑移过程的模拟。利用PCMM分析了均质边坡的弹塑性场、沙堆的形成过程及土质边坡的失稳过程。计算结果表明,PCMM在小变形下具有足够的精度,且在模拟材料大变形方面具有明显优势,是一种模拟边坡成灾范围的有效方法。     

非因果滤波器在强震数据处理中的应用

本文叙述了非因果滤波器的特点,以汶川主震记录为例,采用Butterworth非因果滤波器,研究了加零、余弦过渡以及截止频率对于强震动记录有关参数的影响,对比了四种非因果滤波器在不同阶数下的计算结果,探讨了滤波后的加速度保零和去零的问题。研究表明:借助于在记录的首尾加零得以实现的非因果滤波具有零相位特点,余弦过渡处理对于加零部分与原始记录间的过渡很必要;Butterworth非因果滤波器的计算结果比较稳定,PGV和PGD对于高通截止频率的选择比较敏感,当波纹系数为0.2dB时,宜使用Chebyshev I型非因果滤波器;当波纹系数为3dB时,宜使用Cheby-shev II型非因果滤波器;对于滤波后的加速度数据需要保零以适应数据间的协调。     

WAVEWATCH-Ⅲ海浪模式中岛屿次网格效应的检验与比较

综合利用水深数据和高分辨率海岸线数据,在优化WAVEWATCH-Ⅲ模式计算网格的基础上,发展了波能通量穿透度系数自动计算方法,完善了岛屿次网格地形效应计算方案;并与直接提高网格空间分辨率来分辨多岛屿地形处理方案的计算效果进行对比研究。表明:岛屿次网格效应方案充分体现了海岸和多岛屿地形对海浪传播的影响,且主要是对低频海浪能量的抑制和阻碍作用,对模式计算结果有明显改善;在低分辨计算网格中考虑岛屿次网格效应时,模式对有效波高的计算精度与高分辨率网格的结果精度相当,且计算效率有显著提高。     

等面积可伸缩地球网格投影分析与应用

详细介绍了等面积可伸缩地球网格(EASE-Grid)投影,包括参数设置、特征以及如何定义该投影。选择南半球的海洋环境数据——海表面温度进行了研究分析。结合常用的地图投影软件ArcGIS,实现了海表面温度基于等面积可伸缩地球网格投影的显示和应用,为我国捕捞南极磷虾提供数据支撑。     

基于PWD的绕射波波场分离成像方法综述

绕射波成像方法能有效地对地下小尺度不连续地质体如断层、裂缝、粗糙岩丘边缘、河道等高精度成像,成像优劣的关键在于如何有效地从原始波场记录中分离反射波和绕射波波场.目前,绕射波分离及绕射波成像方法已逐步成为研究热点.本文系统地回顾了绕射波分离及成像方法的发展历程,分析了反射波和绕射波波场特征,并着重介绍了PWD(平面波分解)解构滤波器及其在叠前、叠后分离并成像绕射波的方法原理,探讨了绕射波成像方法的应用前景.     

大比例尺成矿预测中高精度立方格预测模型快速构建算法

立方格模型是一种常用的大比例尺三维可视化预测模型。在计算机三维图形学中,立方格模型又被称为块段模型,该模型比较适合表示非均匀体数据的空间分布,在矿山大比例尺深边部成矿预测、三维反演、矿山储量估算等领域得到广泛应用。目前,构建高精度立方格预测模型的一般方法是将已有地质体、地表、构造等三维地学对象进行栅格化。针对栅格化过程中遇到的2个关键问题,即体形的空间形态复杂和需要计算的长方体数量大（≥10⁶）,应用三维网格分割与种子填充（flood-fill）思想实现快速构建三维复杂体的立方格模型算法,其时间复杂度为O(n)。该算法的主要优点是花费相对小的空间代价高效地解决大量三角面与长方体的相交和空间查询计算问题。同时,应用该算法得到的立方格预测模型的长方体被划分为边界、内部和外部,便于开展预测要素综合模拟、矿山储量计算以及三维空间分析等其他后续地质应用。特别是将种子填充思想应用于高精度立方格模型构模,具有一定的创新性。本算法不仅适用于矢量体的快速栅格化,也适用于空间非自相交曲面（例如数字高程模型）的快速栅格化。     

电性参数分块连续变化二维MT有限元数值模拟

为了易于模拟野外复杂地形和地下任意形状地电体模型,将有限元单元网格设计为三角单元;并考虑到野外实际勘探中,地球介质的电性参数均是连续变化的情况,单元内的场值和电性参数被设计为双线性变化;推导出二维起伏地形条件下大地电磁法有限元数值模拟算法;根据单元节点主场值和线性插值形函数间的关系,计算出单元节点的辅助场值;在二维起伏地形情况下,定义TE、TM模式视电阻率和阻抗相位.4个模型的计算的结果与解析法的均方根误差小于1%,地形模拟与前人的计算结果相符,模拟倾斜界面异常体,能有效的反映出其异常形态.     

VO数据访问服务客户端系统的设计与实现

虚拟天文台数据访问服务(VO-DAS)基于新兴的数据网格技术,实现异地异构海量天文数据统一联合资源的访问.这些服务对外提供简单、直观的访问操作接口.立足VO-DAS的接口服务,我们设计了一套客户端系统,即VO-DAS的GUI客户端和命令行客户端.数据用户可以通过客户端实现对VO-DAS接口的调用,从而访问分布存储的异构天文数据资源.     

饱和砂土动静力特性的网格自适应数值模拟

在有限元数值计算平台上,建立了一套基于后验误差评估和Delaunay三角剖分的网格自适应方案,针对饱和砂土静力受压和地震液化的特性进行模拟。验证了超收敛单元片回归（SPR）误差评估中原用于四边形单元的双线性回归函数在用于三角形单元网格时的适用性和可靠性;在饱和砂土动、静力算例中,网格自适应计算获得的变形、应变、超孔压比等的变化规律与常规有限元结果趋势一致。随着网格的再生成,参考点的位移和全域的平均相对误差逼近精确值。对于初始网格,讨论了合理的自适应程度并应用于地震液化的自适应数值模拟中,也对Delaunay三角剖分实施了一些改进。最终证明该自适应方案在提高计算效率的同时,亦可以保证计算所需的精准度。