柴油污染砂土中体积含水量TDR测试研究

摘要为了研究柴油污染砂土体积含水量的快速测试方法,通过向砂土中人为掺入不同比例柴油,配制成不同污染程度的有机物污染土,并通过对受柴油污染的砂土进行TDR测试,探讨一定干密度下砂土介电常数与砂土含水量和含油量之间的关系。试验结果表明：当砂土中只含有去离子水或孔隙液为去离子水与柴油混合液时,TDR反射波形随着含水量的增加有明显延迟现象,计算得到介电常数随含水量的增加而增大;当砂土中只含有柴油时,TDR反射波形随着含油量的增加只有小幅延迟,计算得到的介电常数亦随着含油量的增加而增加;TDR测试可用于快速检测柴油污染土的污染程度。     

多源并发下Mur二阶吸收边界和非分裂递归卷积完全匹配层对比研究

多个激励源无延时发射(多源并发)相同中心频率脉冲会形成平面波束信号,增强数据记录质量。本文通过数值模拟对比分析在多源并发情况下,非分裂递归卷积完全匹配层作为吸收边界条件和Mur二阶吸收边界条件对电磁波的吸收效果。其研究结果表明,传统的Mur二阶吸收边界条件对多源并发、多角度掠射情况下电磁波的吸收效果不佳,在大偏移距下会造成波形畸变和形成虚假反射。而在多源并发情况下采用非分裂递归卷积完全匹配层作为吸收边界条件,将坐标伸缩因子引进时域有限差分算法中。通过傅里叶逆变换将频率域坐标伸缩变换PML方程转换到时域,对电场和磁场值在离散状态下进行递归卷积运算求解。从而避免了直接对卷积进行数值求解的复杂计算,在保证计算准确性的同时,节约了内存空间,提高了计算效率。在不分裂波场情况下,改善了网格截断位置对电磁波的吸收效果。     

时域反射技术测量THF水合物体系含水量的实验研究

利用时域反射技术(TDR)测量了不同摩尔比的四氢呋喃(THF)水溶液生成水合物前后的介电常数,并根据生成水合物前初始含水量和生成水合物结束后剩余水含量理论值建立了测量"THF水溶液+水合物"体系含水量的经验计算公式。随后,利用该公式计算出了THF水合物生成过程中水合物的含量,并建立了水合物含量与介电常数之间的关系式。此外,THF水溶液生成水合物过程中介电常数随时间非线性减小。     

地-井瞬变电磁响应特征数值模拟分析

井中瞬变电磁法(Bore-hole transient electromagnetic method-BHTEM)是指接收线圈在钻井中观测瞬变场响应用以勘查深部矿产资源的勘探方法,其中以地-井(地面激发井中接收)组合方式研究最多、应用最广.本文应用时域有限差分法(FDTD),建立包含薄板导体的均匀半空间二维数学模型,采用线源为激发源,选用Mur吸收边界条件,对矩形回线源在半空间中产生的瞬变电磁场进行数值模拟,计算了低阻板状导体在均质半空间和有低阻覆盖层影响情况下的地-井瞬变电磁异常响应,并对响应的特征及规律进行研究分析,为研究地-井TEM提供参考.     

港池爆炸兴波响应的计算方法

本文以爆炸兴波的ＭＡＣ法轴对称计算结果为初值，提出了对于实际港池后期兴波响应的两种计算方法。其一是基于溶器内液体驻留运动的振型叠加法，其二是爆炸早期兴波与浅水波理论的时域衔接法。进行了一千吨ＴＮＴ当量在港池内触水爆兴波的实例计算。计算表明，该方法能够合理地描述波浪演化特征，与爆炸现场的景观相吻合，可为工程设计提供简易、实用的结果。     

探地雷达信号的高阶时间域有限差分模拟

探地雷达信号时域有限差分法模拟,多采用二阶精度的中心差分法近似（FDTD（2．2））,虽然计算简单,但数值色散误差较大,影响了模拟精度。在解决较复杂介质分布的探地雷达信号时,不能很好地反映信号的精细变化。而高阶时域有限差分模拟能减少数值色散带来的误差,提高了模拟的精度。采用各向异性完全匹配层（UPML）作为吸收边界条件,实现了高阶计算,有效地吸收边界电磁波反射,而且提高了计算效率。通过模拟的结果分析可知,高阶时域有限差分法能很好地提高模拟精度。     

静止背景下运动目标的检测

针对运动目标识别与检测中的背景重建问题,研究采用一种基于Kalman滤波理论的时域递归低通滤波模型进行背景图像的重建和更新。为提高算法的自适应性,采用Ostu(最大类间差)方法进行阈值的选取,从而检测出视频中的运动车辆。试验结果表明,该方法应用于实时运动目标检测中具有很好的有效性。     

两相介质波动问题显式有限元方法稳定性研究

基于动力反应递推计算格式传递矩阵的性质,进行了饱和两相介质波动问题时域显式有限元方法稳定性问题的研究。定义了综合考虑各种影响因素的稳定性判别指标——传递因子;研究了稳定性影响因素,包括时间步长、空间步距和渗透系数取值的作用规律;给出了方法稳定性的实用判别准则。研究结果表明:时间步长、空间步距和渗透系数取值都对饱和两相介质波动问题的时域显式有限元方法的稳定性有较为显著的影响。随着时间步长的增大,方法的稳定性降低;随着空间步距的增大,方法的稳定性增加;当渗透系数取值增大时,方法的稳定性增加。     

拟合多阻尼比目标反应谱的高精度地震动调整方法

基于地震动调整效果的衡量指标比较了时域合成法和时频分析法的优缺点,在推导阿里亚斯强度与绝对加速度反应谱定量关系的基础上,将时域叠加小波函数法和时频小波分析调整法相结合,提出了一种能保留地震动强非平稳特性、对真实地震动相位差谱改动较少、能同时拟合多阻尼比目标反应谱的高精度地震动调整方法,并通过拟合美国规范D-V-A联合谱的算例证明了该方法的精度和通用性。     

轴向各向异性地层瞬变电磁三分量响应特征

多数地层和裂隙积水区的电导率具有各向异性特性,地层的各向异性对瞬变电磁观测会产生较大的影响,尤其是对水平分量特征更加明显。为研究轴向各向异性地层的瞬变电磁三分量响应特征,基于时域有限差分算法,引入电导率张量构建控制方程,实现电导率轴向各向异性三维瞬变电磁三分量正演。通过与各向同性半空间模型和各向异性半空间模型的一维解析结果对比,验证了算法的准确性;建立各向异性半空间模型、层状模型、含水体模型并计算其回线源瞬变电磁三分量磁场响应。结果表明：水平方向电导率各向异性对三分量磁场响应均产生较大影响,其中x轴各向异性对?B_y/?t分量响应的影响大于?B_x/?t,y轴各向异性对?B_x/?t分量响应的影响大于?B_y/?t,z轴各向异性对三分量磁场响应几乎没有影响;浅部地层的电导率各向异性对三分量磁场响应的影响占主导成分;当采集点在x方向距异常体中心小于y方向时,x轴各向异性对三分量响应影响程度大于y轴各向异性,反之亦然。基于本文研究成果,可为各向异性地层条件下瞬变电磁三分量处理解释提供一些有价值的理论借鉴。