有限元方法在地震孕育过程与前兆机理研究中的应用进展

有限元方法的基本思想是将连续的求解区域离散为一组有限个、 且按一定方式相互联结在一起的单元的组合体。 有限元方法是目前应用最为广泛的数值模拟方法, 由于能够将复杂介质的力学本构关系及边界条件问题转化成为常规问题的计算程序, 所以越来越多的地震学者将其应用于地震成因与前兆机理研究中。 该文着重介绍了有限元数值分析方法及其模拟在地震孕育过程与前兆机理研究中的应用进展, 并提出开展小尺度规模如岩石中矿物颗粒之间的力学行为的有限元模拟研究等几点建议。     

灌注桩钢筋笼的充电电场特征研究

充电法是用于良导电矿体勘探的传统方法.利用良导椭球体的充电电场特征,结合模型桩试验,分析了灌注桩中钢筋笼周围的充电电场特征.结果表明在钢筋笼底边缘附近,电位曲线急剧下降,出现明显拐点,梯度曲线相应出现极小值.研究成果为检测灌注桩钢筋笼长度提供了理论依据.     

三维三分量CSAMT法有限元正演模拟研究初探

首先从麦克斯韦方程出发,用伽里金方法推导了三维三分量CSAMT法的有限元方程.在研究过程中,认识到加入散度条件的必要性,在公式中强加了散度条件,提高了解的完备性.其次将成功应用于二维线源频率域电磁法有限元模拟中的两种技术推广到三维中,一是边界条件统一采用一阶吸收边界,使线源产生的电磁波在边界上按波的传播规律被吸收,以降低平面波假设造成的影响;二是总体系数矩阵的存储,用两个二维数组分别记录总体系数矩阵的非零元素及其在总体结点编号中所处的位置,使总体系数矩阵的存储量达到最小的同时,物理意义明确,迭代求解时迅速简便.最后用均匀半空间模型进行了验证.     

伪谱法弹性波场数值模拟中的边界条件

边界条件问题长期以来一直是困扰地震波数值模拟研究者的一个难题,许多人都提出了有效的方法,但是该问题仍然需要研究.本文针对伪谱法地震波场数值模拟的特殊要求,即所有网格点相互耦合,且傅立叶变换的周期性使得方程在网格边界上很难得到一个吸收的替代方程,研究衰减边界条件中衰减系数的变化对边界反射波衰减效果的影响.数值实验结果说明,随着衰减系数的增大,振幅衰减加快,用很少的过渡带网格就可以使边界上的反射波能量很小.但是如果衰减率过大,就会在传播区和过渡带产生干扰波场.因此,在衰减系数的选择上应采取折中办法,即在取某一较小的衰减系数的前提下,设置较少的过渡带网格数使边界的能量反射最少.     

高密度电阻率法在三星堆壕沟考古勘探中应用研究

三星堆遗址文化从新石器时代晚期延续发展至商末周初,延续时间近2000年,是迄今在西南地区发现的范围最大、延续时间最长、文化内涵最丰富的古城、古国、古蜀文化遗址,对三星堆遗址文明的溯源、遗址的发掘研究都具有重要意义.本文是利用高密度电阻率法勘探三星堆壕沟,其研究成果与壕沟情况十分吻合.     

可拓分类方法及其在流动单元分类中的应用

可拓学是研究事物拓展的可能性和拓展规律与方法的科学,它可以广泛的应用于各种矛盾和对立问题的解决.可拓分类方法是利用可拓学理论对事物类型归属进行研究的动态分类方法.为了解决储层流动单元分类中现存误判率较高的问题,本文利用可拓分类方法对储层流动单元分类进行了研究,并把利用可拓分类获得的流动单元分类结果与灰关联聚类法判别分析结果进行了比较,发现可拓分类方法具有更强的判别能力,具有实用性强、误判率低的特点,判别准确率可比灰关联聚类法提高15%.这种方法不仅仅适用于流动单元分类,对于油气勘探开发的很多环节都将具有适用性.     

无线电磁法(WEM)在地球物理勘探中的初步应用

无线电磁法(WEM)是上世纪90年代发展起来的一种新的人工源电磁探测技术,它通过一个固定大功率发射台发射0.1~300 Hz超低频/极低频电磁信号来探测地下地质结构.国内对WEM法的应用已做了大量的理论和实际试验工作,例如,大功率发射台辐射的电磁场计算,不同距离电磁信号发射接收试验,油田深部结构探测试验等.从试验的结果看,WEM法在提高电磁测深数据质量上具有很大的优势.     

双差定位法在地震丛集精确定位中的应用

应用双差定位方法(hypodd)对北美Loma Prieta 地区的分属于3个地震丛集的47个地震进行了精确定位.采用交叉谱法精确求取信号的走时差;同时采用人机联做方式在时域调整、修正按自动方式无法准确提取时差的信号,确保每个事件对的走时差精度.重定位后,在几百米的范围内,原来相互重叠的震源位置聚集为三个明显分离的丛集;水平方向的相对位置平均误差为8.5米,震源深度方向的平均误差为23.4 m.     

完全匹配层吸收边界在孔隙介质弹性波模拟中的应用

模拟弹性波在孔隙介质中传播,需要稳定有效的吸收边界来消除或尽可能的减小由人工边界引起的虚假反射. 本文在前人工作基础上,首次建立了弹性孔隙介质情况下完全匹配层吸收边界的高阶速度-应力交错网格有限差分算法,并详细讨论了完全匹配层的构建及其有限差分算法实现. 首先,本文通过均匀孔隙模型的数值解与解析解的对比,验证所提出的数值方法的正确性;然后,本文考察了完全匹配层对不同入射角度入射波和自由表面上的瑞利波的吸收性能,将完全匹配层与廖氏和阻尼吸收边界进行了对比,研究了这三种吸收边界在不同吸收厚度情况下对弹性波吸收能力. 数值结果表明,在孔隙介质中,完全匹配层作为吸收边界能十分有效地吸收衰减外行波,无论对体波还是面波,是一种高效边界吸收算法.     

植被电磁散射的半空间模型研究

本文给出了地面植被电磁散射的半空间模型研究方法.在以往的相关文献中,均采用自由空间格林函数求解单个叶片散射体的散射场,本文利用半空间并矢格林函数求出了单个散射体的散射场,然后运用Monte Carlo方法模拟生成地面植被层,得到了在半空间下植被层的电磁散射特性,计算出了单、双站雷达散射截面,并与自由空间下的散射场做了相互对比.结果表明,在半空间格林函数下得到的散射场更为适用于描述地面植被的电磁散射特性.