三维有限差分光束传输法在AWG中的应用

1

作者 吴薇 刘辛 陈婷 《光通信研究》 北大核心 2008年第1期57-58,64,共3页

文章以亥姆赫兹方程为基础,推导了三维有限差分光束传输法(FD-BPM),并在阵列波导光栅模拟计算中采用该方法对光场在阵列波导中的传输过程进行了计算和模拟。结果表明,采用三维FD-BPM可提高计算精度。另外由于三维FD-BPM对纵向步长不敏感... 文章以亥姆赫兹方程为基础,推导了三维有限差分光束传输法(FD-BPM),并在阵列波导光栅模拟计算中采用该方法对光场在阵列波导中的传输过程进行了计算和模拟。结果表明,采用三维FD-BPM可提高计算精度。另外由于三维FD-BPM对纵向步长不敏感,可通过加大步长来减少计算时间,在提高精度的同时,不影响计算时间。 展开更多

关键词 三维有限差分光束传输法 亥姆赫兹方程 阵列波导光栅

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基于有限差分光束传播法的过渡波导功耗分析 被引量：3

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作者 潘卫清 何对燕 +1 位作者 李志宏 董勤 《光通信研究》 北大核心 2003年第6期62-65,共4页

为了在既定尺寸下减小斜坡波导和弯曲波导的功耗,设计了4种过渡波导形状函数,用有限差分光束传播法(FD BPM)进行了模拟分析,发现过渡波导形状的选取与坡度和曲折角存在条件关系,并给出了条件表达式和详细说明.

关键词 有限差分光束传播法 过渡波导 集成光学 曲折角 坡度

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用有限差分光束传输法分析过渡波导损耗 被引量：4

3

作者 李志宏 何对燕 贺磊 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期93-96,共4页

为了减小弯曲过渡波导和斜坡过渡波导的功耗,设计研究了几种过渡波导形状函数,并用有限差分光束传输法进行了模拟分析,发现过渡波导形状的选取与坡度和曲折角存在一定的条件关系,经总结给出了该条件关系表达式;并且,在分析计算不同形状... 为了减小弯曲过渡波导和斜坡过渡波导的功耗,设计研究了几种过渡波导形状函数,并用有限差分光束传输法进行了模拟分析,发现过渡波导形状的选取与坡度和曲折角存在一定的条件关系,经总结给出了该条件关系表达式;并且,在分析计算不同形状过渡波导损耗的过程中,凸现出了有限差分光束传播法在光波导器件及其单元器件模拟分析中的直观性与方便性。 展开更多

关键词 有限差分光束传输法 光波导器件 集成光波导 过渡波导 损耗 光纤通信

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基于双向有限差分抛物方程法的海洋环境电波传播研究 被引量：4

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作者 唐琳婧 王昆 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期404-413,共10页

采用双向抛物方程(two-way parabolic equation,2WPE)法来预测复杂海洋环境中的电波传播特性,用双向有限差分(two-way finite-difference,2WFD)法求解2WPE,考虑了海岛等不规则地形引起的电波后向传播和大气波导的影响,并在前向和后向电... 采用双向抛物方程(two-way parabolic equation,2WPE)法来预测复杂海洋环境中的电波传播特性,用双向有限差分(two-way finite-difference,2WFD)法求解2WPE,考虑了海岛等不规则地形引起的电波后向传播和大气波导的影响,并在前向和后向电波传播预测中引入一种改进的分形海面模型来模拟起伏波动的实际海面边界,且能模拟海面的大尺度浪涌特性和毛细波细微结构特性.在典型的数值算例中,我们将采用改进分形模型处理海面边界时计算得到的双向电波传播因子和采用Miller-Brown模型处理海面边界时计算得到的双向电波传播因子进行对比和分析,数值分析结果表明,在相同风速条件下,采用改进分形模型处理海面边界时计算得到的双向电波传播因子波动更剧烈,能更准确地反映出实际起伏波动海面对电磁波传播的影响. 展开更多

关键词 电磁波传播 双向抛物方程(2WPE)法 双向有限差分(2WFD)法 改进分形模型

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三维正交各向异性介质三分量高精度有限差分正演模拟 被引量：18

5

作者 张文生 宋海斌 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2001年第4期422-432,共11页

三维各向异性正演模拟是研究各向异性介质中波场传播规律的重要方法。本文就三维正交各向异性介质给出了一种快速精确的有限差分正演方法。该方法采用了４阶精度的空间差分格式和２阶精度的时间差分格式，这既要提高了精度，也不增加过... 三维各向异性正演模拟是研究各向异性介质中波场传播规律的重要方法。本文就三维正交各向异性介质给出了一种快速精确的有限差分正演方法。该方法采用了４阶精度的空间差分格式和２阶精度的时间差分格式，这既要提高了精度，也不增加过多计算量；另外还结合通量校正法来克服数值频散，使计算能以较大的网络步长进行，在减少了计算量的同时，还提高了精度。对边界反射，文中提出了一种简单实用的三维各向异性吸收边界条件，易于编程，且吸收效果明显；对数值计算的稳定性问题也作了一般讨论。数值算例验证了本文方法的正确性和有效性，并表明它具有精度高和边界吸收明显的优点。该方法不但可以用来合成三维各向异性介质的共炮点记录、ＶＳＰ三分量记录及零偏移距地震记录，而且还适用于其他各种类型的波场正演。 展开更多

关键词 地震勘探 三维正演模拟 正交各向异性 有限差分法 通量校正法 三分量记录 零偏移距

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三维表层有限差分层析成像 被引量：4

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作者 王守东 《勘探地球物理进展》 2003年第4期252-254,共3页

利用三维地震资料中的大炮初至 ,对三维复杂地表模型给出了一种表层层析成像方法。正演采用快速的有限差分求解程函方程的方法求取旅行时 ,利用旅行时的负梯度方向求取射线路径。考虑到三维模型反演具有计算量大 ,需要巨大内存的特点 ,... 利用三维地震资料中的大炮初至 ,对三维复杂地表模型给出了一种表层层析成像方法。正演采用快速的有限差分求解程函方程的方法求取旅行时 ,利用旅行时的负梯度方向求取射线路径。考虑到三维模型反演具有计算量大 ,需要巨大内存的特点 ,反演采用一种拟梯度法 ,可以节省内存及计算量。数值模拟结果验证了方法的有效性。 展开更多

关键词 地震勘探 数值模拟 层析成像 地震波传播 三维表层 有限差分

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有限元光束传输法分析锥形线性波导

7

作者 李志宏 何对燕 +1 位作者 周辉 贺磊 《光通信研究》 北大核心 2004年第5期68-70,共3页

文章介绍了有限元光束传输法(FE BPM)和完美匹配层法的结合,并用该法分析了不同折射率比和仰角的锥形线性波导,说明了这种方法的有效性和实用性.

关键词 光束传输法 有限元法 完美匹配层 广角光束传播 光波导分析 锥形线性波导

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老空水全空间瞬变电磁法探测三维数值模拟研究 被引量：24

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作者 于景邨 常江浩 +2 位作者 苏本玉 蒋宗霖 周嗣辉 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第1期95-99,103,共6页

为准确探测掘进工作面前方老空水赋存情况,采用三维时域有限差分法,对老空水的全空间瞬变电磁响应进行了数值模拟。结果表明:当发射回线法线与巷道掘进方向一致时,位于巷道掘进方向的老空水比两侧位置的磁场对时间导数曲线幅值更大,对... 为准确探测掘进工作面前方老空水赋存情况,采用三维时域有限差分法,对老空水的全空间瞬变电磁响应进行了数值模拟。结果表明:当发射回线法线与巷道掘进方向一致时,位于巷道掘进方向的老空水比两侧位置的磁场对时间导数曲线幅值更大,对应视电阻率曲线形态相同、极小值更低、响应时间更早;老空水距离巷道掘进工作面远近和体积大小不同,其磁场对时间导数曲线和对应视电阻率曲线特征与不同位置老空水响应特征相似,但前者视电阻率曲线极小值差异更明显。通过实际应用,其探测结果与后期钻探验证基本吻合,表明井下瞬变电磁法是探查老空水非常有效方法之一。 展开更多

关键词 老空水 矿井瞬变电磁法 三维 数值模拟 时域有限差分

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以改进的混合方法预测室外到室内的电波传播 被引量：7

9

作者 黄永明 吕英华 +2 位作者 徐立 张洪欣 冯晓俊 《电波科学学报》 EI CSCD 2003年第4期428-432,共5页

采用了理想匹配吸收层技术改进了了基于衍射几何射线法(GTD)与时域有限差分法(FDTD)的混合方法,改进后的方法使计算结果比基于Mur吸收边界条件的混合法更精确更具有稳定性。该方法可作为一种移动通信系统设计方法的新选择;利用该方法研... 采用了理想匹配吸收层技术改进了了基于衍射几何射线法(GTD)与时域有限差分法(FDTD)的混合方法,改进后的方法使计算结果比基于Mur吸收边界条件的混合法更精确更具有稳定性。该方法可作为一种移动通信系统设计方法的新选择;利用该方法研究了由室外到室内的电波传播预测,给出了计算结果和传播规律性。 展开更多

关键词 电波传播 理想匹配吸收层 衍射几何射线法 时域有限差分法 移动通信

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预应力管桩反射波法的三维波场分析 被引量：2

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作者 陶俊 刘东甲 +2 位作者 柯宅邦 卢志堂 刘华瑄 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期226-231,共6页

文章建立了管桩的三维动力学模型,运用柱坐标下的弹性波动方程求解自由管桩的动力响应;利用交错网格有限差分法编制相应程序,通过数值计算得到桩身各点在不同时刻的振动速度;探讨了完整桩在竖向激振力作用下的瞬态动力响应,绘制管桩低... 文章建立了管桩的三维动力学模型,运用柱坐标下的弹性波动方程求解自由管桩的动力响应;利用交错网格有限差分法编制相应程序,通过数值计算得到桩身各点在不同时刻的振动速度;探讨了完整桩在竖向激振力作用下的瞬态动力响应,绘制管桩低应变动测的三维波场图;研究管桩的三维干扰效应,阐明了应力波在管桩中的传播理论,直观地显示管桩中除纵波外还存在横波和面波。模型桩实验实测曲线上的信号均能与数值模拟所得波场图一一对应,说明了数值模拟的正确性。文中还比较了不同纵向线上各点的干扰情况,直观地验证了90°为较理想的传感器安装点。 展开更多

关键词 管桩 反射波法 有限差分法 三维波场

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三维井地电阻率法正演数值模拟研究 被引量：1

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作者 张刚 贾正元 李晓斌 《中国矿业》 北大核心 2012年第S1期618-622,共5页

井地电阻率法主要是在井中供电地表测量电位值,并通过地表测量到的电位值计算得到地表视电阻率值反演地下异常体的各种性质(电阻率在地下的分布)。而正演是反演的基础,视电阻率三维正演的主要难点是用计算机编程实现三维数值模拟,其次... 井地电阻率法主要是在井中供电地表测量电位值,并通过地表测量到的电位值计算得到地表视电阻率值反演地下异常体的各种性质(电阻率在地下的分布)。而正演是反演的基础,视电阻率三维正演的主要难点是用计算机编程实现三维数值模拟,其次是迭代算法的合理选择。本文主要研究以下几个方面:①从电法最基本的理论出发导出有限差分理论公式,通过计算机编程实现其算法,并通过大量理论模型计算理论值(解析解)对比数值解来验证算法的正确性;②使用不同迭代算法(高斯赛德尔迭代、超(低)松弛)比较迭代次数和计算时间。 展开更多

关键词 井地电阻率法 三维数值模拟 有限差分法 高斯赛德尔迭代 超(低)松弛

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基于光度立体视觉法的织物三维表面形态研究 被引量：4

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作者 杨晓波 《西北纺织工学院学报》 2001年第1期20-25,共6页

提出了一种基于光度立体视觉方法对织物进行三维表面重建 .结合有限差分法 ,获取织物的三维轮廓数据 .

关键词 光度立体视觉法 有限差分 三维表面重建 织物性能

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三维快速高精度地震波正演数值模拟方法及其应用 被引量：4

13

作者 陈可洋 《天然气勘探与开发》 2011年第3期12-15,86,共4页

如何有效提高三维地震波正演数值模拟精度和计算效率一直是勘探地球物理学研究的重要问题。为了克服常规中心有限差分法较难快速提高差分精度的缺陷和一阶双曲型波动方程内存占用多、计算量大、引入变量较多的困难,采用高阶交错网格有... 如何有效提高三维地震波正演数值模拟精度和计算效率一直是勘探地球物理学研究的重要问题。为了克服常规中心有限差分法较难快速提高差分精度的缺陷和一阶双曲型波动方程内存占用多、计算量大、引入变量较多的困难,采用高阶交错网格有限差分法直接求解三维地震波动方程,推导的高阶差分格式计算形式简单,可以推广于求解任意偶数阶时空导数,同时给出其稳定性条件。在人工边界处,对比了镶边法和常规旁轴近似法两种吸收边界条件。从三维似French模型的正演结果看出,采用的高阶交错网格差分算法在快速有效地提高数值模拟精度的同时,大大提高了计算效率,同时结合镶边法吸收边界条件还可有效压制边界反射,提高整个计算域内波场的信噪比。 展开更多

关键词 三维地震波动方程 高阶交错网格有限差分法 正演数值模拟 镶边法吸收边界

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三维渗流数值法在矿井涌水量预测的应用

14

作者 张涛 魏久传 秦萌 《山东煤炭科技》 2015年第12期159-161,共3页

该文以新上海庙一号煤矿为例,综合考虑多种矿井涌水量预测方法的基础上,选用三维渗流数值法,结合大量水文地质资料,应用Visual Modflow软件,建立矿区三维非稳定流数值模型来模拟地下渗流场,运用有限差分法得到矿井涌水量。该方法计算结... 该文以新上海庙一号煤矿为例,综合考虑多种矿井涌水量预测方法的基础上,选用三维渗流数值法,结合大量水文地质资料,应用Visual Modflow软件,建立矿区三维非稳定流数值模型来模拟地下渗流场,运用有限差分法得到矿井涌水量。该方法计算结果比较可靠。 展开更多

关键词 涌水量预测 三维渗流数值法 有限差分法

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自适应差分进化算法在边坡滑面搜索中的应用 被引量：4

15

作者 张锟 徐青 +1 位作者 王一凡 阿湖宝 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1503-1509,共7页

边坡三维临界滑裂面的确定及其安全系数的求解是边坡稳定分析中的关键问题,而现有分析方法尚难以方便、可靠地获得三维滑裂面。在有限元数值应力场的基础上,计算边坡的安全系数。通过构造扩展椭球形滑裂面,利用自适应差分进化(SaDE)算... 边坡三维临界滑裂面的确定及其安全系数的求解是边坡稳定分析中的关键问题,而现有分析方法尚难以方便、可靠地获得三维滑裂面。在有限元数值应力场的基础上,计算边坡的安全系数。通过构造扩展椭球形滑裂面,利用自适应差分进化(SaDE)算法结合反向移动操作,实现了复杂边坡三维临界滑裂面的搜索。扩展椭球滑裂面构造方便,搜索灵活,比传统的球面或椭球面更能反映实际工程情况。整个求解过程为显式求解,不存在收敛性问题。算例考核结果表明,提出的方法具有良好的搜索效率与全局寻优能力,结果与刚体极限平衡法、有限元强度折减法吻合,计算结果合理可靠。通过实际工程边坡,进一步验证了该方法可方便、有效地应用于具有复杂岩性及环境条件的边坡三维稳定性分析。 展开更多

关键词 有限单元法 自适应差分进化算法 边坡三维稳定性分析 临界滑裂面搜索 扩展椭球面

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波前快速推进法三维走时计算技术 被引量：2

16

作者 朱丹 《大庆石油地质与开发》 CAS CSCD 2001年第5期65-67,共3页

三维叠前深度偏移简称 3DPSDM ,是解决复杂构造和强速变化条件下地质体成像问题的有效工具 ,走时计算是其配套技术。波前快速推进算法是一种非常快速、准确稳定的计算走时的方法 ,不仅计算速度极快 (大约比有限差分法快 4～ 5倍 ) ,而... 三维叠前深度偏移简称 3DPSDM ,是解决复杂构造和强速变化条件下地质体成像问题的有效工具 ,走时计算是其配套技术。波前快速推进算法是一种非常快速、准确稳定的计算走时的方法 ,不仅计算速度极快 (大约比有限差分法快 4～ 5倍 ) ,而且对任何复杂速度场都具有无条件稳定性。该算法可用于三维克希霍夫叠前偏移、三维克希霍夫叠后偏移、三维速度分析和三维克希霍夫正演模型计算等。根据此算法 ,在SGI并行机上研制了并行计算软件 ,并对其进行了基准点测试。同时 ,还给出了SEG 展开更多

关键词 三维走时 波前快速推进法 并行计算 有限差分 稳定性 速度场 SGI并行机 地质体成像

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三维高密度电法在积水采空区探测中的应用 被引量：17

17

作者 张振勇 《矿业安全与环保》 北大核心 2015年第1期76-79,共4页

对点源三维地电场的有限差分计算方法进行了讨论,推导出三极装置在多层水平地层的视电阻率计算表达式。以3层水平地层为例,根据地层厚度和视电阻率的变化得到不同类型曲线。分析了以圆滑约束最小二乘法为核心的反演程序,并通过实例验证... 对点源三维地电场的有限差分计算方法进行了讨论,推导出三极装置在多层水平地层的视电阻率计算表达式。以3层水平地层为例,根据地层厚度和视电阻率的变化得到不同类型曲线。分析了以圆滑约束最小二乘法为核心的反演程序,并通过实例验证了三维高密度电法正、反演计算方法的正确性、准确性,三维立体成图的直观性。该方法提高了对矿井老空区分布范围及富水性的探测能力,为控制矿井突水事故提供了科学的技术手段。 展开更多

关键词 三维高密度电法 有限差分 圆滑约束最小二乘法 积水采空区

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三维地震波场数值模拟方法及应用 被引量：2

18

作者 王钧 《煤炭与化工》 CAS 2020年第11期46-50,共5页

为了实现三维地震波场成像,从波动理论出发,结合相应的数学近似手段,分别对有限差分法和伪谱法在三维弹性波场中的实现原理进行了分析,并介绍了编程实现的思路。在算例中,首先将Cerjan阻尼吸收边界条件和PML完美匹配层吸收边界条件应用... 为了实现三维地震波场成像,从波动理论出发,结合相应的数学近似手段,分别对有限差分法和伪谱法在三维弹性波场中的实现原理进行了分析,并介绍了编程实现的思路。在算例中,首先将Cerjan阻尼吸收边界条件和PML完美匹配层吸收边界条件应用于三维均匀介质模型正演模拟,然后为了进一步验证三维地质情况下正演模拟方法的适用性,使用了三维层状地质体模型进行模拟。通过对三维波场成像的结果分析,可以获取更为全面细致的波场响应特征,并且有助于改进数值成像方法。 展开更多

关键词 三维地震 边界条件 有限差分法 伪谱法 成像分析

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三维声波全波形反演的实现与验证 被引量：26

19

作者 胡光辉 贾春梅 +3 位作者 夏洪瑞 贺剑波 宋林 沈忠秋 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期417-425,333-334,共9页

全波形反演利用叠前地震波场的运动学和动力学信息重建地下地球物理参数,具有揭示复杂地质背景下构造细节及岩性的潜在能力。介绍了频率域反演联合时间域正演的优化算法的三维声波全波形反演方法及算法实现。该算法的正演实现使用了伪... 全波形反演利用叠前地震波场的运动学和动力学信息重建地下地球物理参数,具有揭示复杂地质背景下构造细节及岩性的潜在能力。介绍了频率域反演联合时间域正演的优化算法的三维声波全波形反演方法及算法实现。该算法的正演实现使用了伪保守形式的一阶速度-压力场声波方程。应用三维SEG/EAGE模型反演实例验证了三维声波全波形反演方法的有效性。 展开更多

关键词 三维全波形反演 伴随状态法 有限差分 并行算法 模型验证

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高密度电阻率法在煤矿岩溶探测中的应用研究 被引量：3

20

作者 杨妮妮 杨进 王连山 《工矿自动化》 北大核心 2008年第5期1-4,共4页

文章详细介绍了高密度电阻率法的工作原理和电阻率三维有限差分的数值模拟方法。针对矿井下可能存在的岩溶特征建立了一个具体的岩溶数学模型,并通过正演模拟合成了反射剖面图。计算结果表明,利用高密度电阻率法三维有限差分正演模拟煤... 文章详细介绍了高密度电阻率法的工作原理和电阻率三维有限差分的数值模拟方法。针对矿井下可能存在的岩溶特征建立了一个具体的岩溶数学模型,并通过正演模拟合成了反射剖面图。计算结果表明,利用高密度电阻率法三维有限差分正演模拟煤矿岩溶,完全可以得到岩溶的特征信息,为进一步治理矿井隐藏岩溶提供了依据。 展开更多

关键词 煤矿岩溶 探测 高密度电阻率法 三维有限差分 正演模拟

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