基于管道渗漏异常区与周边土壤存在明显介电差异特点,采用了一种分辨率高、抗干扰能力强、高效、无损的探地雷达(GroundPenetratingRadar,GPR)检测成像技术,用以解决地下管道渗漏异常区的准确识别问题。为了提高对地下管道渗漏雷达图像...基于管道渗漏异常区与周边土壤存在明显介电差异特点,采用了一种分辨率高、抗干扰能力强、高效、无损的探地雷达(GroundPenetratingRadar,GPR)检测成像技术,用以解决地下管道渗漏异常区的准确识别问题。为了提高对地下管道渗漏雷达图像特征的认识,采用时域有限差分法(Finite Difference Time Domain,FDTD)模拟了不同材质管道、不同填充物质、不同渗漏位置和范围下的GPR电磁波响应特征,并应用偏移成像技术将分散于目标体两侧的能量汇聚,使反射波正确归位,有效提高探地雷达剖面横向分辨率,最终确立地下管道渗漏正演模拟特征图谱,为实际探地雷达探测图像解释提供理论基础。实例管道探测结果表明,探地雷达法可准确识别有效探测深度下管道两侧一定范围的渗漏异常,且异常特征清晰、显著。模拟结果可为地下管道渗漏探测识别提供参考。展开更多
对已有的Z变换时域有限差分法(Z-transformation Finite Difference Time Domain,Z-FDTD)在电磁波与非均匀磁化等离子体中的传输特性分析的计算误差问题进行了研究,并探讨了一种修正计算误差的Z变换时域有限差分方法(Modified Z-transfo...对已有的Z变换时域有限差分法(Z-transformation Finite Difference Time Domain,Z-FDTD)在电磁波与非均匀磁化等离子体中的传输特性分析的计算误差问题进行了研究,并探讨了一种修正计算误差的Z变换时域有限差分方法(Modified Z-transform Finite Difference Time Domain,MZ-FDTD),以提升Z-FDTD方法对非均匀磁化等离子体的适用性。对MZ-FDTD和Z-FDTD之间的计算误差问题,通过严格的公式推导求得该误差的计算公式,并引入误差分析因子,对比分析了该误差受空间步长和非均匀磁化等离子体的物理特性的影响特征,在充分的误差分析与网格参数对比后,以电磁波在非均匀磁化等离子体中的传输特性为分析目标,举例说明了MZ-FDTD的优越性。研究结果表明,相比于经典Z-FDTD,通过MZ-FDTD方法计算得到的数值结果具有更高的计算准确度,较低的运行时间和较少的运行内存占用。此外,对电磁波在非均匀等离子体中传输特性分析的举例说明也证明了相比于Z-FDTD,优化的Z-FDTD方法无论是在较低频段还是较高频段都保持较好的稳定性。在今后的工作中,使用MZ-FDTD方法研究非均匀磁化等离子体问题将会获得更好的计算结果,这项工作中的误差分析方法也将对某些计算电磁学在等离子体中的应用与优化工作起到一定的帮助作用。展开更多
文摘基于管道渗漏异常区与周边土壤存在明显介电差异特点,采用了一种分辨率高、抗干扰能力强、高效、无损的探地雷达(GroundPenetratingRadar,GPR)检测成像技术,用以解决地下管道渗漏异常区的准确识别问题。为了提高对地下管道渗漏雷达图像特征的认识,采用时域有限差分法(Finite Difference Time Domain,FDTD)模拟了不同材质管道、不同填充物质、不同渗漏位置和范围下的GPR电磁波响应特征,并应用偏移成像技术将分散于目标体两侧的能量汇聚,使反射波正确归位,有效提高探地雷达剖面横向分辨率,最终确立地下管道渗漏正演模拟特征图谱,为实际探地雷达探测图像解释提供理论基础。实例管道探测结果表明,探地雷达法可准确识别有效探测深度下管道两侧一定范围的渗漏异常,且异常特征清晰、显著。模拟结果可为地下管道渗漏探测识别提供参考。
文摘对已有的Z变换时域有限差分法(Z-transformation Finite Difference Time Domain,Z-FDTD)在电磁波与非均匀磁化等离子体中的传输特性分析的计算误差问题进行了研究,并探讨了一种修正计算误差的Z变换时域有限差分方法(Modified Z-transform Finite Difference Time Domain,MZ-FDTD),以提升Z-FDTD方法对非均匀磁化等离子体的适用性。对MZ-FDTD和Z-FDTD之间的计算误差问题,通过严格的公式推导求得该误差的计算公式,并引入误差分析因子,对比分析了该误差受空间步长和非均匀磁化等离子体的物理特性的影响特征,在充分的误差分析与网格参数对比后,以电磁波在非均匀磁化等离子体中的传输特性为分析目标,举例说明了MZ-FDTD的优越性。研究结果表明,相比于经典Z-FDTD,通过MZ-FDTD方法计算得到的数值结果具有更高的计算准确度,较低的运行时间和较少的运行内存占用。此外,对电磁波在非均匀等离子体中传输特性分析的举例说明也证明了相比于Z-FDTD,优化的Z-FDTD方法无论是在较低频段还是较高频段都保持较好的稳定性。在今后的工作中,使用MZ-FDTD方法研究非均匀磁化等离子体问题将会获得更好的计算结果,这项工作中的误差分析方法也将对某些计算电磁学在等离子体中的应用与优化工作起到一定的帮助作用。
