基于非结构有限元的时间域海洋电磁三维反演

海洋电磁法是一种有效的钻前储层评价手段,可识别出海底构造是否储油气,从而减少干井率降低勘探成本.近年来,频率域三维海洋电磁反演得到了快速发展,但受到空气波的影响,其在浅海环境中无法取得很好的效果.为解决这一问题,本文研究时间域海洋电磁数据三维正反演.正演模拟和计算中,我们选择基于非结构网格的矢量有限元方法.该算法中空间离散采用非结构四面体网格,可很好地拟合复杂海底地形条件和地下复杂结构;而对于时间离散,我们采用无条件稳定的后推欧拉方法,以确保任意时间步长数值计算的稳定性.反演计算中,灵敏度信息采用伴随正演隐式进行计算;同时,依据时间域反演方法的特点采用L-BFGS方法计算模型修正量.通过利用合成数据反演结果证明了本文提出的三维时间域反演方法可用于复杂海底环境,特别是在浅海环境下的有效性.     

基于方向tilt-Euler的三维磁数据快速反演

三维磁异常快速反演是磁法勘探进行地质解释的一项重要内容.本文在方向tilt梯度基础上进行导数处理,并进行合理改进,得到了6个改进的方向tilt梯度导数,丰富了不同方向上的磁异常信息.对常规欧拉反褶积方程进行三个方向求导,所构成的方程组与6个改进的方向tilt梯度导数进行结合,从而构建出了两个基于方向tilt梯度导数的快速反演方程组(方向tilt-Euler法),用于反演场源的位置参数.另外,将三个方向导数下的欧拉反褶积进行平方和及均方根处理,得到了场源构造指数的求解公式.单一模型试验表明,6个改进的方向tilt梯度导数异常基本不受磁化方向影响,可从不同方向上反映磁异常信息,方向tilt-Euler能够准确地反演出场源的位置及构造指数.叠加模型试验证实了方向tilt-Euler法相对于tilt-Euler法,具有反演解聚集度更强、连续性更好、反演准确度更高、受噪声影响更小及无虚假反演解等优点.将本文方法应用于内蒙古塔木素航磁资料处理中,获得了丰富的地下磁源分布信息,为了解该地区隐伏断裂构造及岩体分布等提供了有效依据.     

基于一致性理论的Drucker-Prager材料弹黏塑本构模型

系统地论述了一致性理论的主要内容,推导了相关的黏塑性切线模量,并在前人工作的基础上研究了类Hoffman材料的推广条件及其一般性的推广方法;将线性Drucker-Prager模型(简称D-P)推广到一致性的黏塑性模型;给出了推广后模型的向后欧拉算法的有限元离散列式;最后将数值算例和试验成果进行对比,验证了一致性的线性D-P模型的有效性.     

一种表征遥感图像深部层次信息的方法

介绍一种定量地表征遥感地质构造深部层次信息的方法，即利用重磁数据三维欧拉反褶积结果，叠加到遥感图像上，定量地、直接地分辨出遥感构造的深度。并应用到松辽盆地西部斜坡带，效果较好。     

汶川地震前后川滇地区主要断裂活动趋势分析

针对川滇地区地震活动频繁的现状,该文首先对1998—2008年和2008—2015年该地区两期GNSS连续观测数据进行解算(时间节点为汶川地震);然后结合前人对川滇区域棱形块体的划分方案,基于欧拉矢量计算方法求出各块体的欧拉矢量以及旋转极经度、旋转极纬度、旋转角速度,并通过反欧拉矢量方法反演出鲜水河-小江断裂带和龙门山断裂带的错动趋势变化。结果表明:汶川地震造成两条断裂带在错动方向和错动速率方面均有变化,并且主要集中在川滇区域北部和西部的断裂带上。     

渤、黄、东海表层余流场的一种客观分析--应用物理模型法

海洋的上混合层可近似为温度、盐度和余流的垂直均匀层,如同大气的充分混合层一样.稳定度很大的跃层可看作是流的一个物质面,由此推理混合层内的余流通量可视为是水平无辐散的.本文以物理模型的方法设计了在渤、黄、东海海域求解多连通区域无辐散流的数值解法,研制了一个适用于上混合层积分模式的余流客观分析方法,并用多年平均的8月的余流和混合层深度的观测资料求解了无辐散流场,结果与被海洋学者认知的基于实测资料分析的渤、黄、东海环流图较好地一致.     

海洋底边界层中实测海流的垂直分布Ⅰ.余流边界层

海底以上1-2m水层的海流垂直分布和变化,对于海底泥沙运动和海洋工程设计具有十分重要的意义.迄今为止,研究者分别从实测资料、实验室实验和理论等方面对底边界层中稳定流动的垂直分布进行了研究,其结果均难以直接满足工程需要.本文基于现有的理论和实验结果,发展了现有海底边界层理论,运用把稳定流的底Ekman层与对数层相配匹的方法确定了实测余流的垂直分布,并给出了在渤海石油平台区的应用实例.结果表明,本文给出的原理和方法在应用中与实测结果符合良好,可以直接满足工程需要.     

北部湾潮致、风生和热盐余流的三维数值计算

基于二阶湍流闭合模型计算涡动粘性系数的POM三维水动力模式，研究采用细网格，考虑了6个岛屿的影响，海底磨擦系数进行划片取值，把作为强迫力的潮汐、风力和热盐统一在一个模型中，诊断计算并获得了北部湾三维潮致－风生－热盐余流。用实测资料对计算结果进行了验证，显示了本研究结果的合理性。同时给出了潮致余流、风生流和热盐余流，并且对各因子的作用做了比较和分析，结果表明风生流占主要成分。     

湄洲湾的潮流和余流特征

湄洲湾是福建省中部沿海的港湾，湾内三面为大陆所环抱，湾口朝向东南进入台湾海峡。该湾呈西北向深入内陆约１８ｎｍｉｌｅ，湾口有湄洲岛作为屏障和标志，使整个湾口分成文甲口门（北口宽约０．６５ｎｍｉｌｅ）和剑屿－鹅尾山口门（南口，宽约５．６１ｎｍｉｌｅ）两个口门，距湾口约５ｎｍｉｌｅ的盘屿、大竹等岛屿及距湾口约１２ｎｍｉｌｅ的屿、横屿等岛屿为湾内两道屏障，再往内为内沃。屿和横屿间水面宽约０．５１ｎｍｉｌｅ，水深约２０ｍ，它和北端肖厝－秀屿及南端峰尾－西亭深槽相连接，是该湾的主航道（图１）。该湾航道宽阔水…