一次强对流的三维数值模拟分析

利用中国科学院大气物理研究所的完全弹性三维雹云数值模式（IAP—CSM3D）,对2007年7月21日发生在湛江的一次强对流进行数值模拟,分析了强对流的气流结构、垂直涡度、雷达回波及含水量分布变化特征。结果表明,模拟的回波最大强度与雷达实测结果较吻合。模拟的强对流发展阶段气流结构的典型特征为下层水平辐合,上层水平辐散,气流在5km高度发生转向;处于成熟阶段的底层辐合比发展阶段的更强。随着时间的推移,近地层气流先辐合后辐散,下沉辐散气流一直持续到冰雹云消散。模拟的风暴云高含水量中心与强回波中心相对应,出现在上升气流最大区域附近,这说明该风暴云的动力场与物质场配合较好。     

海拉尔盆地乌尔逊凹陷古流体动力场数值模拟

首先对地下水动力场进行数学描述,以水动力为主线,建立适合该地区的数学模型,选择正确的地质模型参数,主要采用数值计算和模拟等手段,在恢复出乌尔逊凹陷主要目的层在不同地质历史时期古水动力的基础上又恢复出古流体势的演化历史。整体上,在乌尔逊凹陷,各主要地质时期的油势演化特征为西部地区大于东部地区,乌南大于乌北,且低势区的发育有较好的继承性。最后,依据油气聚集理论,进行油气运移聚集系统的划分、油气运移方向的分析,从而得出有关研究区油气运移聚集条件的认识,主要从流体动力的角度考虑,指出有利聚集区,认为在乌尔逊凹陷苏4～苏18井区、苏132～苏17～铜2井区及巴1～巴2～巴4井区为有利油气运移聚集区。     

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双相各向异性介质中弹性波方程的有限元解法及波场模拟

基于双相各向异性介质模型,首先推导了双相各向异性介质中弹性波传播的动力学方程及其Galerkin变分方程和有限元运动方程,然后给出了孔隙弹性波方程的有限元数值解法以及二维双相PTL介质中波场模拟的人为吸收边界条件. 最后,利用本文给出的有限元方法对双相PTL介质和双相各向同性介质中的弹性波传播进行了数值模拟. 结果表明:有限元方法和吸收边界条件有效、可行,在理想相界条件下,不论是从固体位移,还是从流体位移的波场快照都能看到明显的慢速拟P波;在黏滞相界情况下,能否观察到慢速拟P波,与含流体地层介质的耗散性质有关.对实际含流体介质,从流体位移分量的波场快照比从固体位移波场快照更容易观察到慢速拟P波.     

长三角地区港口腹地范围演化及其影响机制

本文尝试将海港和内河港的腹地范围演化纳入统一的研究框架。运用场强模型划分2001年、2008年和2016年长三角主要海港和内河港口的直接腹地范围,分析其演化特征,总结演化最显著的两大龙头港口——上海港和宁波港的腹地演化影响机制。结果表明：① 港口场强分布特征是以三大海港为龙头形成三大高场强集聚区。② 港口直接腹地演化最明显的特征是宁波港扩张的腹地范围基本来自上海港收缩的腹地范围。③ 上海港的直接腹地范围不断被宁波港袭夺是因为上海港通过市场主导和行政协调的机制,扩展了沿着长江布局的内河港口群水水中转的间接腹地,而非直接陆地腹地;相反,宁波港主要依靠行政机制和逐渐强化的市场力量,使直接陆地腹地范围逐渐延展到浙江全省。     

神木气田二叠系气藏有利区预测

神木气田二叠系储层以低孔、致密为特征,非均质性强,气田开发产能较低、开发难度大.在细分层系的基础上,研究沉积砂体和有效砂体空间展布特征,明确太原组、山西组沉积相类型,以及沉积作用是储层发育的主导因素;综合考虑沉积特征、储层发育程度和试气成果等,明确神木气田的主力层位,以太原组、山2段和山1段为3个单元,进行有利开发区块的优选,优选Ⅰ类有利区块8块,推荐叠合有利区.结果表明:在优选有利区内钻井开发效果好,以苏里格气田标准进行衡量Ⅰ+Ⅱ类井比例达到78%,神木气田分层系、优选有利区的开发思路正确,优选有利区准确,对气田产能建设起到促进作用.     

Neumann stochastic finite element method for calculating temperature field of frozen soil based on random field theory

To study the effect of uncertain factors on the temperature field of frozen soil, we propose a method to calculate the spatial average variance from just the point variance based on the local average theory of random fields. We model the heat transfer coefficient and specific heat capacity as spatially random fields instead of traditional random variables. An analysis for calculating the random temperature field of seasonal frozen soil is suggested by the Neumann stochastic finite element method, and here we provide the computational formulae of mathematical expectation, variance and variable coefficient. As shown in the calculation flow chart, the stochastic finite element calculation program for solving the random temperature field, as compiled by Matrix Laboratory (MATLAB) software, can directly output the statistical results of the temperature field of frozen soil. An example is presented to demonstrate the random effects from random field parameters, and the feasibility of the proposed approach is proven by comparing these results with the results derived when the random parameters are only modeled as random variables. The results show that the Neumann stochastic finite element method can efficiently solve the problem of random temperature fields of frozen soil based on random field theory, and it can reduce the variability of calculation results when the random parameters are modeled as spatially random fields.     

中国地磁台观测的2014年地磁急变

地磁急变（jerk）是起源于地球外核并在导电地幔过滤效应后在地球表面观测到的一种地磁现象,其反映了地核内部某些动力学过程.Jerks在空间范围上既可以是区域性的,也可以是全球性的.中国地区地磁台能否检测到2014年jerk？针对这一问题,利用中国大陆10个地磁台的磁静日月均值和CHAOS-6全球磁场模型,分析了X、Y和Z分量2008—2018年期间的长期变化,估算了2014年前、后的长期加速度值,确定了2014年地磁jerk的时间和强度.研究表明中国地磁台Y分量的长期变化为"Λ"型,Z分量存在明显的"V"型,具有典型的jerk特点.Y分量jerk出现的时间大约在2014年6月,比非洲大陆的Algeria TAM台和南美洲French Guiana KOU台时间滞后大约4个月.这暗示着产生jerks的地核流体波动的时序特点.中国西部和东北部地磁台的长期变化形态有明显的差别,主要由非偶极磁场引起.CHAOS-6模型与地面台站的长期变化形态并非始终一致.本文结果有助于更好地理解和解释长期变化的时间演变和地理分布,并为深入探讨jerks的地核起源和驱动机制提供新的观测约束.     

地中电偶极源极低频电磁场的分布与传播特征

利用层状大地中偶极源响应的正演算法, 计算地中电偶极源激发的极低频地震电磁场并分析其在地球环境下的传播特征.设计了多个水平层状地球模型, 分别模拟和展示了深埋地中的电偶极源的响应和空间分布特征.重点分析了含地壳波导+LAI波导模型的高阻大地中, 倾斜电偶极源激励响应随观测点的偏移距和垂直位置、激励源深度、地壳波导结构和参数变化时各场量响应的幅频特征.研究表明, 用倾斜电偶极源模拟和分析高阻大地中孕震电磁辐射的响应及在大地电磁系统中的传播特性是可行的; 模拟的高阻大地中的电磁辐射在地壳波导和LAI波导中均表现有慢衰减或幅值增强特性, 但两个波导效应具有不同的频率选择性; 高阻大地中的电磁辐射在波导的高阻介质中具有幅值强、衰减慢的特点.建议在高阻地层出露的地表、井中或海底的高阻岩层中以及大气层中布设测站.

     

水井测温在地热普查中的应用

利用水井测温方法确定恒温层温度,以恒温层的温度值作为湖顶地热异常区的下限值,用内插法勾绘温度等值线图,高于该下限值范围的即为地热异常区。曹县庄寨地区的地热普查证明该方法是快速有效的。