黏土颗粒间液桥从形成至断裂时毛细力的演化规律

通过土颗粒间形如液桥的水分毛细力认识和解释非饱和土的持水特性日趋为土力学界所关注。为研究黏土颗粒间液桥毛细力的演化规律,将黏土颗粒其简化为一对平行的片状颗粒,不考虑黏土颗粒表面的粗糙度。以Young-Laplace方程为基础,推得表征黏土颗粒间液桥毛细力关于固-液接触角和液桥体积的无量纲表达式;再令该无量纲表达式为0,绘制出固-液接触角与无量纲液桥体积的关系曲线,将1/3＜vLB＜1范围划分为液桥的断裂区、形成区和消失区,这种分区方法对描述黏土样在毛细阶段和吸附阶段的持水特性至关重要。最后,分析了液桥形成时毛细力与液桥体积和固-液接触角的关系,结果表明：当固-液接触角一定时,液桥的毛细力随其体积增大呈递增趋势,而当液桥体积一定时,其毛细力随固-液接触角增大呈先增后减的趋势。     

Parallel Numerical Analysis on the Rheology of the Martian Ice-Rock Mixture

The distribution and amount of ground ice on Mars is an important issue to be addressed for the future exploration of the planet.The occurrence of interstitial ice in Martian frozen ground is indicated by landforms,such as fluidized ejecta craters,softened terrain,and fretted channels.How-ever,experimental data on the rheology of ice-rock mixture under Martian physical conditions are sparse,and the amount of ground ice that is required to produce the viscous deformation observed in Martian ice-related landf...     

A Framework of Massively Parallel Analysis of Regional Earthquake Activities

Abstract: Recent rapid progress in cyberinfrastructure in geosciences is providing seismologists an enormous boost for addressing multi-physical phenomena of regional seismic activities. The inherent nature of their multi-scale properties, from temporal to spatial spaces, makes it inevitably to be solved using large-scale computations and distributed parallel data processing schemes. Under such circumstance, using the advanced numerical algorithms and unstructured mesh generation technologies become the obstacles for modern seismologists. The main objective of this paper is to present a framework, which includes a parallel finite element simulation and distributed data infrastructure, to address the novel algorithms, state-of-the-art modeling and their implementation in regional seismicgenic systems. We also discuss and implement this framework to analyze the strong earthquake evolution processes in the Sichuan-Yunnan region. This study is the key to long-term seismic risk by estimates, providing a platform for predictive large-scale numerical simulation modeling of regional earthquake activities.     

基于解析雅克比矩阵的E-E_x广域电磁法一维并行约束反演

对于野外实测数据的反演解释,一维反演仍然占据着重要地位。提出一种使用探测深度和等对数域剖分的方式来剖分层厚、只进行电阻率单参数反演的方案。反演时,先使用MT反演来建立初始模型,之后采用MATLAB自带的parfor循环和最优化工具箱来进行最优化计算,使用解析法来计算雅克比矩阵,从而大大提高了计算速度。对于实际地电模型,充分考虑到已有的先验信息,通过使用井震约束反演有效降低了反演多解性,使反演结果更加接近真实的地层情况。     

基于GPU实现汉克尔变换并行计算

地球物理勘探技术日新月异,地球物理勘探数据的处理和解释对高性能计算机的要求越来越高.相比于地震勘探,重力、磁法、电法勘探中的并行计算研究还都处于起步阶段.基于GPU的并行计算能够提供强大的计算能力和存储器带宽,同时具有良好的可编程性、较低的成本和较短的开发周期.这里实现了瞬变电磁法一维正演计算中汉克尔变换基于GPU的并行计算,比较了汉克尔变换串行算法和并行算法的计算耗时,基于GPU技术的并行计算相比串行计算,获得了很高的加速比.     

基于GPU的并行条件模拟算法及其在储量估算中的应用

条件模拟是一种计算非常耗时的高精度三维插值算法。针对串行条件模拟算法计算时间过长的问题,提出基于GPU的并行条件模拟算法,并进行储量估算。对条件模拟算法进行并行分析,利用GPU的高度并行性,构建CUDA通用计算开发环境,实现串行条件模拟算法到并行条件模拟算法的转换,使条件模拟算法的时间复杂度从O(n)降至O(logn)。并对西藏甲玛铜矿进行了储量估算。实验结果表明,在安装普通NVIDIA显卡的计算机以及估算精度不下降的情况下,GPU并行条件模拟的计算效率比CPU串行条件模拟的计算效率提高了60倍以上。     

砌体结构并联复合隔震建筑有限元分析

本文以某六层砌体橡胶隔震支座与摩擦滑移支座的并联复合隔震结构为例,运用有限元分析程序,对该建筑的一般抗震结构和并联复合隔震结构分别进行了地震作用下的有限元时程分析,结果显示:并联复合隔震结构能够降低上部结构的地震反应,提高建筑物的抗震能力,有明显的隔震、减震效果.     

大地电磁Occam反演中拉格朗日乘子搜索的并行计算

Occam反演以其稳定收敛和不依赖初始模型的特性,在大地电磁数据处理中得到了广泛应用。但拉格朗日乘子的求取,导致了大量的正演计算,使反演速度较低。在讨论拉格朗日乘子计算方法的基础上,提出用基于机群的并行计算来解决这一问题,并采用主-从编程模式,实现了拉格朗日乘子扫描和一维搜索的并行计算。将扫描任务编组分派到不同的节点完成,减少了通信量,也较好地实现了负载均衡。算例表明,并行计算可以比较显著地提高处理速度。     

黄土高原陆面过程观测试验的仪器精度和观测误差分析

利用"黄土高原陆面过程观测试验"2009年定西站的平行对比观测资料,分析了微气象观测仪器的精度和观测误差.结果显示:在大多数情况下,A301P型风杯风速计和HMP45D型温湿传感器对风温湿的观测偏差分别不超过±0.10m.s-1、±0.16℃和±1.00%;107型和109型温度传感器对土壤温度的观测偏差分别不超过±0.1℃和±0.03℃;HFP01型热通量板对土壤热通量的观测偏差不超过±11W.m-2;涡动协方差系统(CAST3+Li7500)观测计算得到的感热、潜热和动量通量的偏差分别不超过±8W.m-2、±8W.m-2、±0.02kg.m-1.s-2.此试验对于大气风速、温度、相对湿度、土壤湿度和温度、地表辐射以及地表通量这些要素的观测,相同型号仪器之间的数据都很一致.并且不同型号仪器进行对比观测风速、土壤温度、净辐射、向下长短波辐射和土壤热通量得到的结果也较一致.结果表明,该试验大多数仪器有比较高的精度,仪器之间也比较一致,观测误差较小,基本能够满足陆面过程观测的要求.     

基于OpenMP的非连续变形分析并行计算方法

非连续变形分析（DDA）方法严格满足平衡要求和能量守恒,具有完全的运动学及数值可靠性,但对大规模岩土工程问题的数值模拟耗时太长,尤其是线性方程组求解,并行计算可以很好地解决该问题。首先基于DDA方法的基本理论,阐述了适用于DDA方法中的基于块的行压缩法和基于“试验-误差”迭代格式的非零位置记录;其次,引入块雅可比迭代法并行求解DDA方法的线性方程组,并改进了相应的非零存储方法;最后,基于OpenMP实现了DDA线性方程组求解并行计算,并将其应用于地下洞室群的破坏过程分析,以加速比为并行效率的指标评价,结果表明,该并行计算策略可以极大提高DDA的计算效率,而且适合各种规模的问题。