虚拟现实技术在石油勘探开发中的应用

在石油工业勘探开发面临严峻挑战的今天．多学科的交叉合作发展势在必行。虚拟现实技术以其沉浸性、交互性和想象性，将成为理想的石油工业勘探开发工作平台，可望广泛应用于地震资料解释、储层模型建立、钻井轨迹设计、海上钻井平台设计以及多学科工作组的协同工作和决策等，并分析了虚拟现实技术的主要进展，展望了虚拟现实技术在石油勘探开发中的应用前景。     

考虑应力扩散时桩端土性对单桩沉降影响分析方法

基于虚土桩模型,分析了层状地基中桩端土性对单桩沉降特性的影响。首先,以虚土桩扩散角反映桩端土层应力扩散效应,将桩端一定锥角范围内由桩端至基岩面的土体视为虚土桩,并根据其变截面特性,将虚土桩沿纵向划分为有限个微元段。然后,对桩及虚土桩桩侧土体采用理想弹塑性荷载传递模型,利用荷载传递法,推导了层状地基中以桩侧土塑性发展深度为变量的单桩荷载-沉降递推计算方法,并进一步得到了桩身轴力及桩侧摩阻力递推计算式。在此基础上,给出了荷载传递模型参数选取方法,并分析了虚土桩临界深度的影响因素及由实测荷载-沉降曲线反演虚土桩扩散角的可行性。最后,利用该方法分析了桩端沉渣和软弱下卧层对荷载-沉降曲线的影响。结果表明,考虑桩端土层应力扩散效应时,通过计算得到的桩顶及桩端荷载-沉降曲线与实测曲线吻合较好;当桩端存在沉渣或软弱下卧层时,采用虚土桩模型的单桩沉降计算方法可以在一定程度上反映沉渣特性及软弱下卧层埋深等因素对桩顶荷载-沉降曲线的影响。     

山东省水足迹估算与水资源利用策略——以山东省昌邑市为例

随着人口增长和经济发展,山东省的水资源短缺是一个不争事实,如何对有限的水资源有效管理是决策者面对的一个重要问题。引入水足迹、虚拟水等概念和水足迹的计算方法,对山东省2004年水足迹进行了计算和评价,2004年山东省水资源足迹为397.61×108m3,人均水足迹为433.93 m3/人.年。结果表明,山东省面临着很大水资源压力,必须推进农业和工业节水技术,改善人类消费结构及消费模式,提高水资源利用效率和虚拟水进口,全面建设节水型社会。     

地质特征三维分析及三维地质模拟现状研究

自然地质现象极其复杂，三维实体普遍存在，随着地学研究不断深入，三维地质模拟已引起了地球科学界的高度重视，目前已经研制出了多种三维地质模拟软件，并被广泛应用到地质、矿产、水文、物探、地震、环境等各个领域。从地质体结构、构造、类型、分布等方面，系统地分析了地质体三维特征，总结了国内外三维地质模拟软件在地质构造、地质工程、矿山测量、地球物理等方面的开发现状，指出三维地质模拟在软件开发方面存在的问题及在地质数据采集、处理、解释、利用方面所面临的困难，并从三维空间数据结构、技术方法、应用研究等方面阐述了三维地质模拟新进展，最后论述了开展三维地质模拟的意义。     

二维小波变换及ICA消除图像混合噪声

针对自然条件下获取的图像通常含有混合噪声的情况,提出了二维小波变换与独立分量分析(independent component analysis, ICA)的自适应图像混合噪声消除方法.该方法不需要大量观测图像样本,无需事先掌握观测图像信号类型的详细信息,可针对单个观测图像进行自适应混合噪声消除.结果表明,该方法可以有效地消除图像中的混合噪声,突出图像细节,改善图像质量.     

苏锡常地区含水层结构和地下水位的虚拟表达

由于三维地质结构模型和地下水面(包括潜水水面和承压水水面)模型开展地面沉降机理研究的重要基础,因此,本次利用Visual C 和OpenGL(Open Graphics Library)将苏州—无锡—常州(简称苏锡常)地区第四系含水层结构和地下水位形态进行三维虚拟表达,创建了酷似于实际情况的地下水赋存环境(三维地质结构模型),并在该环境中添加了各含水层的水位线。研究者可交互操作于该虚拟环境,并能够直观形象地了解研究区内的水文地质情况(各地层间的空间分布及岩性特征、含水层间的补给关系及地下水位的动态过程等),从而获得身临其境的感受,为进行地面沉降机理研究提供一个基础性的辅助方法。     

虚拟垂线流速时差法流量计算方法研究

根据目前传统时差法流量计算存在的问题,提出并着重阐述了虚拟垂线流速时差法流量计流量计算方法。在京杭大运河徐州段运河水文站进行了计算验证。结果表明,虚拟垂线时差法与传统时差法和流速仪法趋势一致,虚拟垂线法优于传统时差法。可为工程技术人员提供参考,为国产化时差测流装置提供技术支撑。     

假想变位法模拟构造应力场的理论与实践

把变形地质体作为弹塑性体,用增量理论计算变形地质体内应力和应变的分布是假想变位法的理论基础。用假想变位法模拟构造形成时变形地质体的物理边界条件,代替历来人为假设物理边界条件的方法,尽量减少人为因素,提高了模拟实验结果的可信性。 把这一方法应用到日本佐渡金矿控矿断裂形成机制的研究中,对控矿断裂成因的地质推断得到了理论验证。     

流域虚拟仿真中水沙模拟时空过程三维可视化

将计算机图形学领域的粒子系统引入数字流域研究,研发了基于通用网格的水沙模拟时空过程三维可视化系统.该系统建立数据结构描述粒子信息和计算或者虚拟网格单元信息传递关系;采用网格控制粒子随机生成;提出局部搜索定位方法来快速确定粒子位置;通过反距离加权平方插值提取水流信息;利用自适应龙格-库塔方法实现粒子的动态变化;设计了附有更多水流属性的水体粒子;研究了流场变化过程中粒子分布不均的问题.将上述方法应用于三峡与葛洲坝间河道水流的动态可视化模拟,验证了该系统的有效性和实用性.     

基于VRP的三维成矿信息集成显示研究

以青海祁漫塔格虎头崖多金属矿床三维成矿预测为例,针对矿产勘查中从二维矿产预测到三维矿产预测到研究成果二维表达的局限性,探讨了在三维成矿预测方法指导下,通过虚拟现实软件平台(VRP),三维成矿预测信息集成表达显示过程的总体设计。对三维成矿预测中不同学科的勘探解译成果集成、综合分析多源信息以指导工程实践具有一定的意义。