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.     

大别山区域低温剥露作用: 基于(U-Th)/He和裂变径迹年代学数据的模拟

大别山高温剥露作用研究已相当成熟, 而白垩纪特别是晚白垩世以来的区域低温剥露研究还比较薄弱, 低温年代学即是解决这一问题的重要途径之一. 本文依据大别山现有岩浆岩与变质岩的磷灰石、锆石裂变径迹和(U-Th)/He数据, 综合考虑热传导、热对流、地形及放射性热产生等因素对地温场造成的影响, 应用Mancktelow法和Braun法, 系统地对整个区域的低温年代学测年结果进行剥露速率计算, 获得了大别山白垩纪以来尤其是晚白垩世以来的剥露速率等值线图以及区域差异剥露趋势. 大别山白垩纪以来天堂寨地区及郯庐断裂带南部剥露速率(0.08~ 0.10 km/Ma)大于大别山其他地区(0.04~0.07 km/Ma). 这种区域差异剥露可能与NNE向断裂系区域差异走滑引发的构造推隆作用有关.     

新世纪大洋钻探"三角鼎立"中的欧洲联合体

欧洲为了与美国、日本在IODP中处于同等重要的地位，成立了由ODP成员参加的欧洲大洋钻探科学指导委员会（ESCOD）和JEODI组织，并开展了IODP之前的一系列准备活动。在其中的APLACON会议上，论证了IODP中第三类特定钻探平台的必要性，讨论了该类平台在某些研究范围内的重要作用，包括研究地球历史中的极端气候（北极海区）、重建白垩纪－第三纪的水文地理学、气候的快速变化、沉积盆地形成与过程以及固体地球过程等。     

起伏地表弹性波传播的间断Galerkin有限元数值模拟方法

间断Galerkin有限元法（DG-FEM）作为一种有效的高阶有限元法受到了国内外学者的广泛关注.本文基于任意高阶间断Galerkin有限元法对弹性波方程进行空间离散,并将离散后所得的非齐次线性常微分方程系统齐次化,最后结合针对齐次问题的强稳定性保持龙格库塔（SSP Runge-Kutta）算法,将DG-FEM推广至时间任意高阶精度.另外,借鉴近最佳匹配层（NPML）的思想,基于复频移（CFS）拉伸坐标变换推导了一种新的PML吸收边界条件（简称为CFS-NPML）,该CFS-NPML能够与DG-FEM算法很好地结合,形成有效的起伏地表地震波传播数值模拟技术.数值试验结果表明,DG-FEM具有高阶精度,可以适应任意复杂起伏地表和复杂构造情况下的弹性波传播数值模拟.同时,CFS-NPML对包括面波等震相的人为边界反射都具有良好的吸收效果.     

基于Born敏感核函数的VTI介质多参数全波形反演

本文基于VTI介质拟声波方程,利用散射积分原理,在Born近似下导出了速度与各向异性参数的敏感核函数,同时结合作者前期研究提出的矩阵分解算法实现了一种新的VTI介质多参数全波形反演方法.矩阵分解算法通过对核函数-向量乘进行具有明确物理含义的向量-标量乘分解累加运算实现目标函数一阶方向或二阶方向的直接求取,从而避免了庞大核函数矩阵与Hessian矩阵的存储,该方法同时可以大大降低常规全波形反演在计算二阶方向时的庞大计算量.为了克服不同参数对波场影响程度的不同,本文利用作者前期在VTI介质射线走时层析成像研究中提出的分步反演策略实现了多参数联合全波形反演.理论模型实验表明,本文提出的基于Born敏感核函数的各向异性矩阵分解全波形反演方法可以获得较好的多参数反演结果.     

氟利昂R12及其替代物的分子构型和特征光谱研究

采用密度泛函理论对氟利昂R12及其替代物R134a在B3LYP/6-311G++（d,p）基组水平上进行结构优化和特征光谱计算.首次在该高精度基组下优化得到了R12和R134a的键长、键角和二面角等分子构型参数,且通过进一步的计算,得到了这两种分子的红外光谱和拉曼光谱.其中R12红外光谱的计算结果与美国国家标准局数据库（NIST）提供的实验结果基本吻合,说明了计算结果的准确性.另外通过从头算CIS方法对能量进行计算,得到了R12和R134a的紫外可见吸收光谱.计算结果可为进一步保护大气臭氧提供有用的数据参考.     

The study and analysis of floating datum selection for rugged terrain

We analyze the characteristics of different floating datums for static corrections and discuss the methods for determining them. The effect of different floating datum corrections was studied using theoretical model experiments, resulting in the conclusion that the velocity obtained after the floating datum correction with the minimum static correction errors depends on the velocity of the layer below the low velocity layer （LVL） lower boundary and is not related to topographic relief and LVL structure. For the real data processing case, wave equation numerical model experiments were conducted which resulted in a new method for calculating objective functions based on the waveform and modifications to the calculation equation for minimum static correction errors to make the method suitable for real data static correction processing using inhomogeneous velocity models with lower velocity boundary relief. Real data processing results demonstrate the method＇s superiority.     

三维波动方程基准面校正方法的应用研究

波动方程基准面校正处理被认为是当地表高程变化剧烈、地表一致性假设又不成立的情况下对于常规高程基准面校正的必要替代. 在二维波动方程基准面校正方面,前人已经作了大量工作,并且在实际应用中获得了良好的效果,应该将其进一步推广到三维. 本文采用三维频率空间域有限差分波场延拓算子以“逐步－累加”的方式实现了三维波动方程基准面校正,并对实际数据进行了处理. 对于西部某三维数据的实际计算结果表明,相对于传统的模型法高程静校正,波动方程基准面校正更合理地实现了基准面校正,有助于提高后续的速度分析精度和成像质量.     

VTI介质多参数联合走时层析成像方法

本文基于球谐展开群速度表达式计算走时关于各向异性参数的Fréchet核函数,利用共轭梯度法对两种参数化方法进行了VTI介质中多参数联合反演方法研究.经过理论分析和数值试验发现,与经典的Thomsen参数化方法相比,垂直慢度、水平慢度与动校正慢度的参数化方式更有利于VTI介质多参数联合走时层析反演.为了克服走时对ε参数的不敏感性,我们采用了两步法进行双参数反演,理论模型试验反演得到了与垂直速度精度相当的ε参数.可以将两步法扩展到三步法以同时反演各向异性介质中的三个参数,数值试验展示了该策略的应用潜力.     

基于Born敏感核函数的速度、密度双参数全波形反演

速度、密度之间的相互耦合使得密度在多参数全波形反演中较难获得.本文将截断高斯-牛顿法用于声介质速度、密度双参数全波形反演,通过考虑近似Hessian矩阵中反映速度、密度相互作用的非主对角块元素,有效解决了多参数全波形反演中速度、密度之间的耦合问题,在不采用反演策略的情况下,仍能够获得精度较高的速度、密度反演结果.常规的截断牛顿类全波形反演通常利用一阶伴随状态法求取目标函数对模型参数的梯度,利用二阶伴随状态法或有限差分法求解Hessian-向量乘,在每一步内循环迭代过程中需要额外求解两次正演问题,计算量较大.本文基于Born近似,将梯度计算中的核函数-向量乘表示为具有明确物理意义的向量-标量乘的累加运算,同时将Hessian-向量乘转化为两次核函数-向量乘,无需额外求解正演问题,有效降低了计算量.数值实验证明了本文提出的方法的有效性.