Numerical simulation of solitary and randomwave propagation through vegetation based on VOFmethod

A vertical two-dimensional numerical model has been applied to solving the Reynolds Averaged Navier- Stokes （RANS} equations in the simulation of current and wave propagation through vegetated and non- vegetated waters. The k-e model is used for turbulence closure of RANS equations. The effect of vegeta- tion is simulated by adding the drag force of vegetation in the flow momentum equations and turbulence model. To solve the modified N-S equations, the finite difference method is used with the staggered grid system to solver equations. The Youngs＇ fractional volume of fluid （VOF） is applied tracking the free sur- face with second-order accuracy. The model has been tested by simulating dam break wave, pure current with vegetation, solitary wave runup on vegetated and non-vegetated channel, regular and random waves over a vegetated field. The model reasonably well reproduces these experimental observations, the model- ing approach presented herein should be useful in simulating nearshore processes in coastal domains with vegetation effects.     

顺层岩质边坡溃屈变形机制及失稳判定方法

溃屈型破坏是一种常见的顺层岩质边坡破坏模式,溃屈变形发展机制及失稳破坏的定量研究对滑坡工程勘查和防治指导十分重要。本文根据边坡的地质环境和力学作用机制,建立了三维受压板简化模型,其能够考虑岩层自身重力、地震力、静水压力的共同作用和岩体材料塑性变形的影响。基于弹塑性受压板稳定理论,利用能量法推导得到了边坡溃屈变形破坏的临界方程。对于溃屈型边坡的结构失稳和滑动失稳分别提出了相应的稳定性判定方法,并针对不同状态的边坡提出了相应的防治措施建议。以四川省甘孜藏族自治州巴塘县下归哇边坡为例,对所提判定方法的正确性进行了验证。计算结果表明,边坡的临界溃屈长度（a1）为483.8 m,说明下归哇边坡能够发生溃屈变形;现场勘查得知边坡实际溃屈长度（a′）为530.0 m,a′＞a1,可知边坡是稳定的。这与实际情况相吻合,由此证明本文所提出的判定方法可行。     

起伏地表条件下的声波散射数值模拟的积分方程法

从散射理论的角度来看,起伏地表可以看作是一种特殊的扰动介质,因此应用散射积分方程求解起伏地表条件下的散射场在理论上是可行的。从三维频率域声波方程出发,由格林函数定理,得出起伏地表条件下的散射积分方程。散射积分方程为关于起伏地表的面积分和与速度扰动体有关的体积分之和,同时给出了格林函数在奇异点的积分方法。由于数值离散求解积分方程存在着计算时间太长和存储内存不足的问题,采用电磁散射积分方程的拟解析近似的方法。在假设反射函数为缓变函数的基础上,最终得到其近似表达式,因此散射场的数值求解不必再借助于代数方程组,只要进行数值积分即可。这种方法避开了传统数值计算方法存在的问题,为地震散射波场快速正演模拟打下了基础。理论分析表明,这种方法适用于小扰动的问题。当扰动较大时,拟解析近似会产生较大的误差。     

频率域2.5-D井间波形层析成像及其实际应用

从频率域3-D声波波动方程出发,结合井间观测方式的特点,基于Tarantola广义反演理论,提出了一种频率域2.5-D井间波形层析成像方法.数值模型试验结果表明：该方法对薄层厚度的分辨能力能达到约主频波长的1/4,且分辨率显著高于走时层析成像,尤其垂直分辨率有实质改善.模拟资料的抗噪试验表明：在信噪比为0.8的情况下,随机噪声对波形层析成像的影响较小;而相干噪声对全波形层析成像的影响显著,特别是初至波附近的强振幅干扰影响更为严重.井间实际资料的试处理结果表明：波形层析成像能很好地刻画井间介质的分布情况与储层连通性,对于油藏开发阶段的方案实施具有指导意义.     

计算断层自发破裂过程的离散网格划分研究

离散化网格的空间步长选取在各种数值算法中都是一个很受关注的问题,在全空间均匀介质模型和简单离散化方案下,利用边界积分方程方法研究在自发破裂求解过程中动力学参数组合Dc和Te (Dc为临界滑动弱化位移,Te为有效的断层破裂面上的初始应力)对计算网格划分的影响,初步得到了Dc和Te参数空间中的有效计算网格的选取规律,对合理、有效地运用边界积分方程方法计算地震震源的破裂过程具有重要的指导意义.      

有限单元法弹性波偏移

本文在弹性动力学问题的有限单元解的基础上,提出了一种弹性波偏移的新方法——有限单元法弹性波偏移。本方法不仅能使反射纵波得到偏移,而且能同时对反射纵波和反射横波进行偏移。 用本方法已对一种层状模型成功地进行了检验。说明了它对反射纵波和转换横波同时向下延拓和偏移是稳定的,所得到的偏移结果是令人满意的。     

粘性可压缩流体中的波

本文在小扰动条件下,从粘性可压缩流体的运动方程、状态方程以及连续性方程导出了它的波动方程,从而表明粘性可压缩流体中能够存在有耗损的纵波与横波。文中还针对自由界面、刚性界面、粘性流体内部分界面、粘性流体与弹性固体分界面等,求出了平面波的反射系数和透射系数。     

波动方程有限元离散中的变量匹配

本文提出了一类修正的Hamilton原理,并在此基础上,推导了波动力程数值求解中时域内的有限元离散格式,进而从时间和空间离散方法相统一的角度,讨论了直接积分方法中时间步长的选取问题。在分析了误差匹配关系之后,文中给出了有限元网格划分和时间步长选取应遵循的一般准则,并从新的意义上对中心差分法进行了讨论。     

三维F－K域DMO方法及应用效果

在常速情况下,从三维时距方程出发,通过倾角代换,将三维倾角时差分裂为两个正交方向上的二维倾角时差,然后在这两个正交方向上分别做一次二维倾角时差校正,便可达到三维倾角时差校正的目的．应用实例表明这种三维ＤＭＯ分裂方法是切实有效的．     

共接收点倾斜叠加波动方程偏移

共接收点倾斜叠加波动方程偏移,本质上是一种叠前偏移方法.每给定一个斜率P,对经过叠前（动校正前）常规处理的地震记录中的各共接收点道集,沿直线t=τ+px进行倾斜叠加,就形成一个共接收点倾斜叠加剖面.对之进行波动方程偏移,该偏移剖面将代表地下真实构造.对一系列的p,我们可以得到一系列这样的偏移剖面.对它们作共接收点叠加,偏移叠加剖面的信噪比将超过水平叠加剖面.本文导出了在均匀、水平层状及非均匀介质条件下的共接收点倾斜叠加波动方程偏移算法.