多层弹性平面问题解的精确刚度矩阵法

从平面弹性力学的基本方程出发,利用Fourier积分变换等数学手段,推导出了单层平面问题的刚度矩阵,然后按有限元法组成总体刚度矩阵。通过求解由总体刚度矩阵所构成的代数方程和Fourier积分逆变换,得到在任意静荷载作用下多层弹性平面问题的精确解。由于刚度矩阵不含有正指数项,计算时不会出现溢出现象,从而克服了传递矩阵法的缺点。推导过程中摒弃了应力函数的选择,使得问题的求解更加合理化,同时也为进一步研究此类问题如温度场、动力学等奠定了理论基础。计算实例证明了推导结果的准确性。     

基于传播矩阵法改进的SS及其前驱波合成算法

410 km和660 km地幔间断面在地球内部动力学研究中具有重要意义. 在研究地幔间断面的方法中, SS前驱波由于具有全球采样优势得以广泛应用. SS及其前驱波模拟可利用有限差分和谱元法等数值模拟方法, 它们在模拟全球尺度地震波传播时具有高精度的特点, 但往往计算量很大. 因此, 该类方法难以应用于反射点广泛分布的情形. 而基于传播矩阵发展的SS及其前驱波模拟方法在保持高精度计算的同时, 可大幅提高计算效率. 本文针对SS及其前驱波的传播特征, 改进了基于传播矩阵方法的波形合成算法FASHSHWF. 通过简单层状模型对该算法进行了测试, 验证了算法及相应程序的正确性. 计算效率测试表明改进算法相较常规传播矩阵算法可节约50%以上的计算时间. 通过与AxiSEM计算的波形对比, 验证了FASHSHWF用于SS及其前驱波模拟的有效性. 在上述工作的基础上, 本文进一步探讨了新算法在研究全球近地表结构对地幔间断面复杂性探测影响中的应用.

     

有向线对象细节拓扑关系模型

轨迹在地理空间中相对一条有向线移动时,可能发生多次进入、离开、穿过、相遇、折返、停留等拓扑关系。针对轨迹-有向线的时空关联特征,提出语义关联的轨迹-有向线移动过程模型:基本思路是将轨迹-有向线的复杂拓扑细节描述为若干局部拓扑关系的组合,从拓扑和语义的角度描述轨迹相对于有向线的移动过程。最后设计并实现了面向该模型的关系模式,并以两类典型请求为例,分析了轨迹-有向线移动过程的纯SQL查询分析技术。     

利用四元数改进大旋转角坐标变换模型

大旋转角坐标变换模型的迭代解法依赖于初值的确定。用四元数构造旋转矩阵,建立了三维坐标变换的牛顿迭代公式,并提出了一种初值构造算法。利用实测数据和模拟数据对该算法进行了验证,并与其他算法进行比较。结果表明,该初值构造算法使得基于四元数的大旋转角坐标变换模型更加稳健。     

基于空间相似性的面实体匹配算法研究

在分析Goyal提出的经典方向相似性计算模型的局限和不足的基础上,对方向相似性的计算模型从以下3个方面进行了改进:首先,拓展了方向关系矩阵模型的使用范围,使其能够表达和计算有面群参与的方向关系;其次,从人们对方向差异认知的角度出发,对由单元素方向关系矩阵表达的各基本方向之间的方向距离的定义进行了改进;最后,提出利用最小元素法对多元素方向关系矩阵之间方向距离进行计算,计算原理和方法更为简单。实验证明,该改进模型计算的方向相似性值与人们对方向差异的认知相一致,而且计算方法简单,具有更广泛的适用性。     

关联矩阵法在独立基线及独立双差模糊度选择中的应用

介绍了利用Gram-Schmidt正交化算法构建独立向量集的原理,并利用关联矩阵和向量权的思想构建独立基线向量集和独立双差模糊度向量集,讨论了三种构建双差模糊度向量的特点,给出了选择独立基线和独立双差模糊度的正交化算法。通过一个全球GPS网定轨算例,给出了计算结果,验证了方法的有效性。     

距离法定量评价储层地质模型的不确定性

针对目前常用的储层地质模型不确定性评价方法存在的主要问题,提出了先用距离函数计算模型之间的差异,再以差异的大小来判断不确定性大小的方法.以WZ油田西区为例,采用相控物性参数建模技术,利用顺序高斯模拟方法建立渗透率的三维模型.对各种度量差异的距离函数进行对比研究和分析,结果显示曼哈顿距离函数和欧氏距离函数能较好地刻画模型之间的差异.选用欧氏距离函数计算模型之间的差异,其原理是先计算每两个模型之间相对应的每一网格节点的渗透率值差的平方和,然后取平方根,得到一个表征各模型之间差异的矩阵.根据该矩阵可得到各个模型之间的差异程度,差异越大,不确定性就越大.最后通过对比模型过井剖面图分析结果与距离矩阵分析结果,说明了本方法的正确性,结果显示该方法能有效评价随机模拟生成的储层地质模型的不确定性.     

坚硬致密弱研磨性地层孕镶金刚石钻头性能优化

基于金刚石钻头在坚硬致密弱研磨性地层钻进时易出现进尺效率低的现象,将SiC磨粒作为胎体耐磨损性弱化颗粒添加至胎体中,采用室内钻进及正交试验设计法从金刚石粒度、金刚石浓度、胎体耐磨损性弱化颗粒浓度、胎体硬度4方面对钻头性能进行优化,并探讨了钻进工艺参数对钻进效率的影响。结果表明：将适当材质的胎体耐磨损性弱化颗粒添加至钻头胎体中,能够有效提高钻头的钻进效率,避免钻头打滑的现象;胎体硬度HRC 25,金刚石粒度40/50目、金刚石体积分数55%,胎体弱化颗粒体积分数30%是本次试验最优的设计方案;在相同主轴转速条件下,轴向压力不宜超过3.5 MPa,在相同轴向压力的条件下,其主轴转速以750~850 r/min为宜。     

基于改进的散射积分算法的初至波走时层析

初至波走时层析是获取近地表速度结构的一种常用方法.随着采集技术的不断发展,可使用的数据量迅速增多,传统的基于射线追踪和解方程组的地震走时层析成像方法面临着内存占用大、方程求解不稳定等问题.为了解决这些问题,本文基于前人在波形反演研究中提出的一种改进的散射积分算法,提出了一种预条件最速下降法初至波走时层析.该方法无需存储核函数矩阵与Hessian矩阵即可方便地实现目标函数梯度的计算与预条件,且该方法计算效率高、求解稳定、易于并行.数值实验结果表明,该方法可以获得与传统方法精度相当的反演结果,但所占用的内存大幅减小.     

宝石CT低剂量双相扫描测定肺体积在煤工尘肺患者中的应用研究

目的:探讨宝石CT低剂量双期扫描测定肺体积在煤工尘肺患者中的应用价值。方法:选择30例煤工尘肺男性患者行吸气相与呼气相双期低剂量宝石探测器64排HDCT胸部检查,图像重建采用适应性统计迭代重建(ASIR)技术,并在CT检查后3日内完成肺功能检查(PFT)。从既往行常规剂量64排VCT胸部检查的男性患者中选取30例做为对照组。得出各组图像的噪声和每次扫描的容积CT剂量指数(CTDI,DLP,ED)。两组间图像质量主观评分比较采用非参数Mann-Whitney U检验。以配对样本t检验比较两组间不同扫描剂量及不同呼吸状态下的图像噪声、容积CT剂量指数。采用Pearson相关分析检验全肺各容积指标(Vin,Vex,Vin–Vex,Vex/Vin,Vin–Vex/Vin 100%)与PFT指标(FVC,FEV1,FEV1/FVC%)的相关性。结果:所有图像质量主观评价均在中等评级以上,两组扫描的图像噪声无统计学意义;HDCT低剂量扫描并采用ASIR技术双相扫描剂量之和低于VCT常规剂量单次扫描剂量。煤工尘肺患者的肺容积指标(Vin,Vex,Vex/Vin,Vin–Vex/Vin100%)与PFT指标(FVC,FEV1%,FEV1/FVC%)三者均有比较好的相关性,其中Vex、Vex/Vin与PFT指标的相关性更好(P值均<0.01)。结论:宝石CT低剂量双相扫描肺体积指标可用于评价煤工尘肺患者肺功能,临床应用价值较高。