一种新的波浪变形三维数值模式──0-1混合型边界元

为提高边界元法模拟三维波场波浪变形的数值计算精度,借鉴常数元和线性元剖分方式、波势函数及波势函数法向导数对单元节点设定的各自适应性,提出了一种新的单元剖分模式──0-1混合型边界元,以控制和减缓由于计算误差累计而造成的波浪数值计算上的“横向振动”,借此结合边界元法的分区模式可实现较大范围的波场线性波浪变形计算,并为时域内的波浪非线性变形计算提供时间步长的数值保证.     

A New Pursuit Mode of Nonlinear Wave Surface

The numerical mode of nonlinear wave transformation based on both the Laplace equation for water field and the Bemoulli equation for water surface is a kind of time-domain boundary problem with initial conditions. And the basis for establishing the numerical mode of nonlinear wave in time domain is to trace the position of wave free surface and to calculale the instantaneous surface height and surface potential function. This paper firstly utilizes the ‘0-1‘ combined BEM to separate the boundary by means of discretization of Green‘ s integral equation based on the Laplace equation, then separates the free surface of wave with FEM and derives the FEM equation of wave surface that satisfies the nonlinear boundary conditions. By jointly solving the above BEM and FEM equations, the wave potential and surface height could be obtained with iteration in time domain. Thus a new kind of nonlinear numerical mode is established for calculating wave transformation. The wave test in the numerical wave tank shows that the numerical simulation with this mode is of high accuracy.     

南海热带海洋化学元素与地球起源理论——次生星云说

康德—拉普拉斯的“原始星云说”是风靡世界的地球起源理论，该理论主张地球是从“原始星云”转化而来的。笔者对此理论明确提出质疑。阐述了南海化学元素的多样性及其来源，以及在星云中发生的合成元素的核过程，据此指出，地球全部海洋化学元素是在星体演化的不同阶段、不同类型核反应的综合产物，而绝非简单地从康德—拉普拉斯的“原始星云”中产生的；也就是说，是另一颗恒星或超新星聚变爆发形成的次生星云创造了地球。     

任意曲线曲面上重磁位场转换的B样条函数法

提出用B样条函数求解曲线、曲面上重磁位场的向上延拓,水平、垂向导数计算,磁异常分量互换的方法。该方法的特点是:原理简明,程序通用性强,计算精度高。     

地下水非稳定流的LTFAM算法

渗流域内应用拉普拉斯变换(LT)建立相应的有限分析(FAM)方程,顾及渗流域内地下水流的初始条件和边界条件,可在LT空间构成一个封闭的以水头像函数为变量的线性方程组。将此方程组所得的解,通过Stehfest数值反演公式,可归化为时间域的解(水头)。由于时间t被隐含在数值方程内,从而克服了传统数值法按时段(△t)逐步迭代的缺陷,提高了计算效率,也为用嵌入法建立地下水流管理模型提供了一条捷径。     

一类广义积分的算法及实现

Laplace变换与B样条在社会生活的各个领域都有着广泛的应用，考虑将二者联系起来，运用B样条方法求解Laplace积分。对Laplace积分具有导数不连续点的像原函数，运用重节点B样条进行拟合，再引入差商，以两个不同出发点导出Laplace积分的算法。并在均匀网格分划下，给出一系列解析公式，然后用算例编程计算，实例表明简单、快速而且便于计算机实现。     

TEM正演响应计算的几种频时域转换方法对比

在瞬变电磁的一维正演响应模拟中,常用的方法是先在频率域中求解,之后将结果转换到时间域。但该方法在晚期的计算精度通常不高,因此,使用5种频-时域转换方法(正、余弦变换的数值滤波算法,G?S逆拉普拉斯算法、正、余弦变换的折线逼近法)进行了计算,与解析解对比,得出余弦变换的数值滤波算法在晚期计算中精度最高的结论,并对这五种转换方法产生误差问题的原因进行了讨论和分析。本研究有利于瞬变电磁一维正演响应的高精度计算,使其在多维计算中得到更好的应用。     

基于非结构化网格的最小二乘逆时偏移

相对于传统的逆时偏移,最小二乘逆时偏移具有更高的成像质量,这种改善是通过迭代反演来获得的,另外其精度与效率依赖于求解波动方程算法的精度与效率.本文给出了基于非结构化网格的最小二乘逆时偏移的方法,该方法能够充分结合最小二乘算法与非结构化网格精细刻画地下界面以及随速度自适应剖分的优点;并采用带补偿的拉普拉斯滤波算法,来消除梯度计算中的低频噪声,从而加速目标函数的收敛速度.通过简单倾斜模型以及复杂Marmousi模型测试,显示了该方法的有效性和潜力.

     

大地测量地震断层同震滑动分布反演的两步解法

针对同震滑动分布反演中系数矩阵出现病态的问题,提出两步解法,并在两步解法反演过程中引入拉普拉斯二阶平滑矩阵进行平滑约束。该方法不仅改善了系数矩阵的病态问题,同时也很好地抑制了相邻断层面间出现大的梯度变化。在两步解法反演过程中,用L曲线法确定正则化参数。系统模拟实验表明,对于最大滑动量,该方法的反演结果较一步最小二乘法的反演结果精度提高了3.34%~19%;对于均方根误差,该方法的反演结果较一步最小二乘法减小了3.3%~13.3%。芦山地震反演结果表明,利用两步解法进行滑动分布反演是可行的。     

A Time-Domain Coupled Model for Nonlinear Wave Forces on A Fixed Box-Shaped Ship in A Harbor

A 2-D time-domain numerical coupled model is developed to obtain an efficient method for nonlinear wave forces on a fixed box-shaped ship in a harbor.The domain is divided into an inner domain and an outer domain.The inner domain is the area beneath the ship and the flow is described by the simplified Euler equations.The other area is the outer domain and the flow is defined by the higher-order Boussinesq equations in order to consider the nonlinearity of the wave motions.Along the interface boundaries between the inner domain and the outer domain,the volume flux is assumed to be continuous and the wave pressures are equal.Relevant physical experiment is conducted to validate the present model.It is shown that the numerical results agree with the experimental data.Compared with the coupled model with the flow in the inner domain governed by the Laplace equation,the present coupled model is more efficient and its solution procedure is more simple,which is particularly useful for the study on the effect of the nonlinear wave forces on a fixed box-shaped ship in a large harbor.