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基于布谷鸟算法的马尔可夫链蒙特卡洛反演方法
1
作者 李进 张怀 石耀霖 《地球物理学报》 北大核心 2025年第4期1511-1520,共10页
由于地球物理重、磁、电、震等实际勘测数据不够完备,部分数据信噪比较低,使得传统的以吉洪诺夫(Tikhonov)正则化为基础的反演理论存在分辨率较低、适定性较差等问题.近年来,以贝叶斯(Bayesian)反演为代表的随机反演日趋成熟.该方法具... 由于地球物理重、磁、电、震等实际勘测数据不够完备,部分数据信噪比较低,使得传统的以吉洪诺夫(Tikhonov)正则化为基础的反演理论存在分辨率较低、适定性较差等问题.近年来,以贝叶斯(Bayesian)反演为代表的随机反演日趋成熟.该方法具备反演结果分辨率更高、全局收敛性更好、更易于与人工智能(AI)结合等优势,弥补了传统算法的不足.贝叶斯反演方法最主要的瓶颈在于马尔可夫链蒙特卡洛采样算法计算量大、收敛速度慢且不稳定.本文在贝叶斯反演框架下构建了地球物理反演的目标参数,利用数据与待反演参数之间存在的物理关系,基于马尔可夫链蒙特卡洛算法,引入布谷鸟算法优化采样,实现了对重力场和地震波平均速度的反演,并与传统反演方法进行了对比.结果表明,我们提出的方法比传统马尔可夫链蒙特卡洛反演方法具有更高的准确率、更快的收敛速度和更好的稳定性,为今后在地球物理反演中实现吉洪诺夫正则化与随机反演相结合的非线性反演理论提供了新思路和新途径. 展开更多
关键词 随机反演 贝叶斯反演 马尔可夫链蒙特卡洛算法 布谷鸟算法 重力反演 地震波反演
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多普勒天气雷达反演风场综述
2
作者 梁旭东 周海光 罗义 《气象学报》 北大核心 2025年第3期855-872,共18页
多普勒天气雷达能够提供高时、空分辨率的降水粒子空间信息和径向运动资料。反射率因子和双偏振量等降水粒子空间信息相对比较直观,但是由于雷达探测的大气运动场只有径向分量,并不直接反映大气运动的全部特征,所以需要通过各种反演方... 多普勒天气雷达能够提供高时、空分辨率的降水粒子空间信息和径向运动资料。反射率因子和双偏振量等降水粒子空间信息相对比较直观,但是由于雷达探测的大气运动场只有径向分量,并不直接反映大气运动的全部特征,所以需要通过各种反演方法提取雷达探测资料中包含的大气运动信息,以应用于中、小尺度天气的诊断、分析和预报。中外多普勒天气雷达网建设已经比较成熟,但是业务中基于雷达径向速度的风场反演应用还较少。因此,将风场反演方法分为单雷达风场反演和双(或多)雷达风场反演两类,分别进行了总结,并在附录中采用一致的数学符号给出了主要基本方法的推导和公式,以便让读者能够从基本原理出发了解这些方法的来龙去脉。基于单多普勒雷达的反演方法只要求单部雷达覆盖即可,应用方便、计算简单,但是通常是假定风场是均匀的或者是线性变化的,因此对于空间变化比较剧烈的风场,反演误差较大,同时因采用不同的风场分布特征假设也衍生出了各种扩展方法,一定程度上改善了单多普勒雷达反演风场的准确度和可用性。对于两部或多部多普勒雷达反演技术,重点介绍了原理和特点。多部多普勒雷达反演方法能够得到更加精细和精确的风场三维结构信息,但是对于观测资料的时、空一致性要求较高。随着雷达组网密度的提高,多部多普勒雷达反演方法的研究和应用受到越来越多的重视,同时,将风场反演和资料同化技术结合也是重要的发展方向和趋势。 展开更多
关键词 多普勒天气雷达 单多普勒雷达风场反演 双多普勒雷达风场反演
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智能相控波形指示反演技术及其在煤系地层薄砂岩预测中的应用 被引量：1
3
作者 童姜楠 孙雄伟 +7 位作者 王峰 李忠百 黄力 常益行 陈彤 张艺馨 金国钰 陈彦虎 《石油物探》 北大核心 2025年第1期129-137,共9页
针对煤系地层薄砂岩预测的难题,在精细分析地震波形与测井曲线关系的基础上,建立了基于地震波形横向相似性分析的智能相控波形指示反演技术。首先,按照相似性原理建立了不同的地震波形样本组,建立表征不同地震相类型的多个贝叶斯反演模... 针对煤系地层薄砂岩预测的难题,在精细分析地震波形与测井曲线关系的基础上,建立了基于地震波形横向相似性分析的智能相控波形指示反演技术。首先,按照相似性原理建立了不同的地震波形样本组,建立表征不同地震相类型的多个贝叶斯反演模型。其次,对每个样本组的测井曲线进行滤波,提取低频共性结构作为贝叶斯反演的先验信息,建立地震反演高分辨率初始模型。最后,通过不断修正初始模型,并利用实际地震数据进行验证,获得高分辨率的反演结果。正演模型验证结果显示,智能相控波形指示反演技术能够准确预测厚度为3 m的煤系地层薄砂岩,证明了该反演方法的合理性和反演结果的准确性。鄂尔多斯盆地D地区煤系地层薄砂岩反演实例表明,智能相控波形指示反演技术对煤系地层薄砂岩预测精度达到了2~4 m,后验井反演符合率达到86.96%,为煤系地层薄砂岩预测提供了一种全新的思路。 展开更多
关键词 智能相控 波形指示反演 地震波形 煤系地层 薄砂岩预测 贝叶斯反演 小波变换
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利用P波初动振幅反演小微地震的震源机制
4
作者 任义 姚志祥 +3 位作者 吴庆举 吴顺川 Vavryčuk Vaclav 赵里 《地球物理学报》 北大核心 2025年第5期1808-1825,共18页
获取准确且数目众多的小微地震的震源机制对研究水力压裂所导致的地下应力场变化具有重要意义.本研究基于川南页岩气注采区域密集台阵地震监测数据,分别采用波形反演法和振幅反演法对5个中小地震(5>ML>3)进行震源机制求解,并将两... 获取准确且数目众多的小微地震的震源机制对研究水力压裂所导致的地下应力场变化具有重要意义.本研究基于川南页岩气注采区域密集台阵地震监测数据,分别采用波形反演法和振幅反演法对5个中小地震(5>ML>3)进行震源机制求解,并将两种结果进行比较分析.以波形反演得到的震源机制解作为参考,结合振幅正演合成理论计算得到理论初至振幅,将理论初至振幅和用于振幅反演的观测初至振幅进行比较,提出基于震源机制解的振幅校准系数;再将校准系数应用于小微地震(ML≤3)的振幅反演中,从而获得更加可靠的小微地震震源机制结果.相关结果及结论以期对小微地震的震源机制研究提供进一步指导,并为注采诱发地震灾害的防控工作奠定基础. 展开更多
关键词 小微地震 震源机制 波形反演 振幅反演 振幅校准
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应用互相关目标函数和贝叶斯理论的纵波和转换波联合AVO反演方法
5
作者 董子龙 刘洋 +2 位作者 孙宇航 田文彬 邸希 《石油地球物理勘探》 北大核心 2025年第3期761-774,共14页
纵波、转换波联合AVO反演目标函数通常基于L2范数构建,效果受地震资料信噪比影响较大。为此,文中提出了一种纵波、转换波联合AVO反演方法。该方法基于贝叶斯理论,联合纵波、转换波地震数据,利用归一化零延迟互相关算法构建目标函数进行... 纵波、转换波联合AVO反演目标函数通常基于L2范数构建,效果受地震资料信噪比影响较大。为此,文中提出了一种纵波、转换波联合AVO反演方法。该方法基于贝叶斯理论,联合纵波、转换波地震数据,利用归一化零延迟互相关算法构建目标函数进行反演。纵波和转换波地震数据的联合可以增强反演算法的稳定性,地震数据的归一化策略和互相关目标函数可以增强反演算法的抗噪能力。因此,文中方法可以从较低信噪比地震数据中反演得到精度较高的纵波速度、横波速度和密度参数。信噪比分别为7、1 dB的模型数据和实际数据测试结果均表明,文中方法能够实现较低信噪比地震数据的高精度反演。与基于L2范数目标函数的联合反演对比表明,文中方法误差更小、抗噪能力更强。 展开更多
关键词 纵波和转换波 联合反演 AVO 反演 归一化零延迟互相关目标函数 贝叶斯理论
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基于损伤诱因反演的高桩码头结构健康评估 被引量：1
6
作者 周世良 唐盟涵 +2 位作者 孙世泉 徐瑛 谢雷 《水利水运工程学报》 北大核心 2025年第1期157-167,共11页
现有的码头结构评价方法具有滞后性,无法持续获取结构的安全信息。基于损伤诱因反演研究,综合码头常见的两种失效模式,引入承载力富余系数作为码头结构评价指标,依托机器学习方法开展损伤诱因强度、位置、承载力富余系数的预测。结果表... 现有的码头结构评价方法具有滞后性,无法持续获取结构的安全信息。基于损伤诱因反演研究,综合码头常见的两种失效模式,引入承载力富余系数作为码头结构评价指标,依托机器学习方法开展损伤诱因强度、位置、承载力富余系数的预测。结果表明:粒子群优化神经网络(Particle Swarm Optimization-Back Propagation,PSO-BP)模型对强度反演与承载力富余预测效果最好;粒子群优化支持向量机(Particle Swarm Optimization Support Vector Machine,PSO-SVM)优化模型对损伤诱因位置识别精度最高。本研究中PSO-BP与PSO-SVM模型预测精度较高,为基于损伤诱因反演的码头健康监测方法提供了状态评价指标,可为码头结构长期、动态评价提供参考。 展开更多
关键词 高桩码头 机器学习 损伤 反演 承载力
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基于SVS算法优选整形正则化参数的WLSSI谱反演方法研究 被引量：1
7
作者 乐友喜 付俊楠 葛传友 《石油地球物理勘探》 北大核心 2025年第2期440-451,共12页
谱反演方法是研究非平稳地震信号的有效手段,在地震信号处理、分析和综合解释领域发挥了重要的作用。文中提出一种基于分群涡流搜索(SVS)算法优选整形正则化参数的加权最小二乘谱反演(WLSSISVSOSR)方法。该方法从一般正问题的理论公式出... 谱反演方法是研究非平稳地震信号的有效手段,在地震信号处理、分析和综合解释领域发挥了重要的作用。文中提出一种基于分群涡流搜索(SVS)算法优选整形正则化参数的加权最小二乘谱反演(WLSSISVSOSR)方法。该方法从一般正问题的理论公式出发,反演得到地震信号的傅里叶级数系数,然后将整形正则化思想引入加权最小二乘谱反演中,基于谱反演方法构造了一种整形正则化算子;采用分群涡流搜索算法对整形正则化参数进行优选,较好地克服了反演过程中的收敛速度慢和稳定性差的问题,获得了地震信号较为稳定的时―频域分布特征。模型测试及实际资料处理结果表明:该方法具有很好的时频域分辨率及能量聚焦性,能够识别含油气储层的优势频率范围;利用优势频率的瞬时振幅特征,可以基本确定含油气储层的横向分布范围,从而实现对含油气储层的精细刻画和描述。 展开更多
关键词 谱反演 整形正则化 分群涡流搜索算法 加权最小二乘 时频谱
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固有频率与电磁时间反演结合的多分支配网故障定位方法 被引量：1
8
作者 杨庆 胡逸 +3 位作者 崔浩楠 孙健 王科 徐肖伟 《高电压技术》 北大核心 2025年第3期1103-1113,共11页
针对传统电磁时间反演定位方法在多分支配电线路故障定位中存在定位偏差或失效的问题,提出了一种将固有频率与电磁时间反演结合的多分支配网故障定位方法。首先利用变分模态分解算法与多信号分类算法提取故障信号的固有频率主成分值,然... 针对传统电磁时间反演定位方法在多分支配电线路故障定位中存在定位偏差或失效的问题,提出了一种将固有频率与电磁时间反演结合的多分支配网故障定位方法。首先利用变分模态分解算法与多信号分类算法提取故障信号的固有频率主成分值,然后根据所提出的多分支配网故障区段定位原理确定故障区段位置,最后根据所提出的端口选取策略采用基于单端直接卷积的电磁时间反演方法进行故障精确定位。仿真结果表明,所提方法在不同故障工况下的综合定位误差在41m内,并搭建RG-58同轴电缆试验模型验证了该方法的定位有效性。该研究结果可为现有电磁时间反演方法在多分支配网故障定位中的应用提供新思路。 展开更多
关键词 多分支配电线路 固有频率 故障区段定位 电磁时间反演 故障精确定位
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基于泊松比—杨氏模量联合反演的裂缝预测技术——以四川盆地自215井区龙马溪组为例
9
作者 王丽丽 宋文礼 +3 位作者 曾凡成 皮雄 费娥 唐亮 《地质论评》 北大核心 2025年第2期694-706,共13页
裂缝的发育情况对页岩储层的储集空间、页岩油气的保存条件、页岩气井产能、水力压裂效果等都有影响。因此,页岩裂缝预测对研究页岩油气具有重要意义。通过地震资料进行反演是目前有效的裂缝预测方法之一,笔者等以四川盆地自215井区为例... 裂缝的发育情况对页岩储层的储集空间、页岩油气的保存条件、页岩气井产能、水力压裂效果等都有影响。因此,页岩裂缝预测对研究页岩油气具有重要意义。通过地震资料进行反演是目前有效的裂缝预测方法之一,笔者等以四川盆地自215井区为例,通过将测井数据与地震资料进行结合,充分发挥地震资料横向分辨率较高、测井资料纵向分辨率较高的优点。利用与岩石的内部结构、矿物组分、孔隙度等有关,可定量地表征岩石的抗形变能力,进而用于描述裂缝发育特征的杨氏模量、泊松比两项参数。将其与连续小波变换提频处理后的地震资料结合起来,进行联合反演,得到杨氏模量和泊松比的区域特征,进而对自215井区的裂缝发育特征进行预测。在实际应用中,两种参数单独反演的结果对裂缝的预测并不全面,甚至可能出现部分区域预测结果相悖的情况,为了进一步提高自215井区裂缝预测的精度。该文通过建立泊松比与杨氏模量两个参数单独反演得到的数据体进行相干运算,建立自215井区的裂缝发育概率模型,实现了全区的高精度裂缝发育预测。并结合该区微地震监测资料对裂缝预测结果进行了验证,发现裂缝预测结果吻合率达80%以上。证明了该方法在裂缝预测中的适用性,可为其他地质条件相似地区的页岩裂缝预测提供借鉴方法。 展开更多
关键词 杨氏模量 泊松比 地震反演 裂缝预测 龙马溪组
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高铁地震数据瑞雷面波全波形反演浅地表速度建模
10
作者 王磊 任志明 包乾宗 《地球物理学报》 北大核心 2025年第4期1444-1456,共13页
利用高铁地震数据进行浅地表成像可服务于地下路基监测和工程建设等重大需求.高铁地震数据存在波模式复杂(纵波、横波、面波、噪声等)和多震源串扰问题,将不同类型波场分离和不同震源波场解耦都较为困难.高铁地震数据中面波能量占主导.... 利用高铁地震数据进行浅地表成像可服务于地下路基监测和工程建设等重大需求.高铁地震数据存在波模式复杂(纵波、横波、面波、噪声等)和多震源串扰问题,将不同类型波场分离和不同震源波场解耦都较为困难.高铁地震数据中面波能量占主导.本文直接采用高铁地震数据中的瑞雷面波进行全波形反演获取浅地表的纵横波速度结构.通过对高铁激发地震波的过程进行简化构建了震源函数,实现了高架桥上单趟列车激发的高铁地震数据瑞雷面波模拟,建立了基于模拟与观测数据残差的极小化目标函数,给出了与面波相关的模型参数梯度/敏感核提取方法,基于高铁地震数据的窄带分立谱特征选取合适的频率成分实现了瑞雷面波多尺度全波形反演.干净和含噪理论数据测试结果表明,高铁地震数据瑞雷面波全波形反演均可得到合理的纵横波速度模型,具有实现浅地表地质结构高精度探测的潜力. 展开更多
关键词 高铁地震数据 全波形反演 瑞雷面波 浅地表成像 多尺度反演
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基于对偶贝叶斯U-Net的波阻抗不确定性反演方法研究
11
作者 王梓旭 王守东 +1 位作者 周晨 程万里 《石油物探》 北大核心 2025年第1期138-150,共13页
传统的深度神经网络通常只能实现确定性的预测,无法对反演结果进行不确定性分析,即无法对反演结果的可靠性进行评价。为实现标签数据不足条件下精确的波阻抗反演和对反演结果的不确定性分析,提出了一种基于对偶贝叶斯U-Net的波阻抗不确... 传统的深度神经网络通常只能实现确定性的预测,无法对反演结果进行不确定性分析,即无法对反演结果的可靠性进行评价。为实现标签数据不足条件下精确的波阻抗反演和对反演结果的不确定性分析,提出了一种基于对偶贝叶斯U-Net的波阻抗不确定性反演方法。首先,开展基于对偶贝叶斯U-Net、前沿深度学习反演方法和传统不确定性反演方法的模拟数据实验,对比分析3种方法的反演精度。然后,将对偶贝叶斯U-Net和传统不确定性反演方法的反演可靠性和对于含噪数据反演的鲁棒性进行对比分析。最后,将对偶贝叶斯U-Net应用于实际地震资料波阻抗反演中。模拟数据实验结果表明,该方法的对偶贝叶斯U-Net在少量标签数据条件下具有较高反演精度并对含噪数据反演有较强鲁棒性。此外,不确定性分析表明,该方法的反演结果可靠性强。实际数据测试结果表明,对偶贝叶斯U-Net能在实际工区数据反演中获得合理并可靠的反演结果。 展开更多
关键词 波阻抗反演 不确定性反演 深度神经网络 少量标签数据 对偶贝叶斯U-Net
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基于物理指导的等值反磁通瞬变电磁深度学习反演
12
作者 王鹤 晏茂珊 +2 位作者 席振铢 江沙 王俊 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期1851-1860,共10页
等值反磁通瞬变电磁法在矿产勘探中应用广泛,但在复杂地质条件下,反演精度仍不高,为此,提出一种基于物理指导的神经网络(physics-informed neural network,PINN)深度学习反演方法,其步骤为:1)建立层状电阻率模型,进行等值反磁通瞬变电... 等值反磁通瞬变电磁法在矿产勘探中应用广泛,但在复杂地质条件下,反演精度仍不高,为此,提出一种基于物理指导的神经网络(physics-informed neural network,PINN)深度学习反演方法,其步骤为:1)建立层状电阻率模型,进行等值反磁通瞬变电磁法正演,生成用于网络训练的样本数据集。2)利用残差网络和U型网络构建的UResNet,构建等值反磁通瞬变电磁法的WNet深度学习反演模型,并将物理定律嵌入损失函数以进行网络训练。3)通过数据和模型双误差控制的反向传播算法,提升计算精度,得到最优网络模型。4)通过合成模型的仿真计算结果和实测数据结果验证该方法的正确性。研究结果表明:基于物理指导的WNet反演方法能有效融合物理定律,不依赖初始模型,能够高效解决等值反磁通瞬变电磁法的反演问题,并具有较高精度,对地下结构的解释更加全面、准确。 展开更多
关键词 等值反磁通瞬变电磁 深度学习 物理指导 反演精度
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基于地震动谱反演的我国场地效应经验模型
13
作者 温瑞智 李辉 +2 位作者 王宏伟 任叶飞 刘也 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第6期92-102,共11页
为探讨场地效应的区域差异特征,同时给出经验性场地效应经验模型,本文利用我国强震动观测台网在2007~2020年间收集的强震动观测记录,基于地震动广义谱反演方法,给出了南天山西部、龙门山断裂带、云南地区的211个强震动观测台站的场地效... 为探讨场地效应的区域差异特征,同时给出经验性场地效应经验模型,本文利用我国强震动观测台网在2007~2020年间收集的强震动观测记录,基于地震动广义谱反演方法,给出了南天山西部、龙门山断裂带、云南地区的211个强震动观测台站的场地效应,分别建立了场地类别、地表以下30 m深度内的平均剪切波速(VS30)相关的场地效应经验模型,并探讨了场地效应的区域相关以及场地分类指标(覆盖层厚度H和等效剪切波速VSe)与场地效应的相关性。研究表明:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地的平均放大效应经验模型可以在整个频段上体现不同类别场地的场地效应的整体差异;同类别场地的场地效应区域性差异十分明显,尤其是南天山西部和云南地区III类场地表现出场地效应的显著差异;我国规范的场地分类指标(H和VSe)与场地效应的相关性并不明显,且可能存在区域性的差异;与VS30相关的场地效应的经验模型整体上能够体现场地条件的影响。本文研究结果可为区域化地震动预测模型的构建、地震风险评估精度的提升提供依据,可指导区域场地放大效应的应用,并为探索更优场地分类指标、制定区域差异化场地分类标准提供技术支撑。 展开更多
关键词 地震动 谱反演 场地效应 经验模型 区域特性
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古河槽堆积体原位力学参数反演及其利用研究
14
作者 邓成进 祝玉珊 +2 位作者 苗喆 凌华 袁秋霜 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第S1期81-85,共5页
在我国水电开发过程中,常会遇到利用深厚堆积体或覆盖层筑坝的情况,堆积体成因及组成复杂,其物理、力学性质将对坝体基础开挖利用方案产生影响。针对大石峡右岸古河槽堆积体基础的可利用性开展研究,采用现场旁压试验对堆积体砂卵砾石和... 在我国水电开发过程中,常会遇到利用深厚堆积体或覆盖层筑坝的情况,堆积体成因及组成复杂,其物理、力学性质将对坝体基础开挖利用方案产生影响。针对大石峡右岸古河槽堆积体基础的可利用性开展研究,采用现场旁压试验对堆积体砂卵砾石和块碎石土天然状态下的原位结构性及湿化后的力学特性进行检测和对比分析;在此基础上根据旁压试验结果来反演堆积体的力学参数,并与载荷试验成果一起综合确定力学参数计算值,进而研究右岸古河槽堆积体的开挖利用方案。研究表明,砂卵砾石层和块碎石土层湿化后的旁压模量等参数较干燥情况下有降低趋势,湿化后非饱和堆积体的胶结状态未能完全破坏,具有较高的抗变形能力;反演得到湿化后堆积体的模量系数,远高于大坝填筑砂砾石料;古河槽堆积体保留作为特高坝的基础,有利于特高坝坝体变形控制和结构安全,节省了投资和工期。 展开更多
关键词 古河槽堆积体 原位试验 参数反演 坝体变形
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基于纳米压痕的B_(4)C/7075Al复合材料界面本构方程反演分析
15
作者 薛克敏 王可成 +3 位作者 代良伟 田辙环 石文超 李萍 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第4期131-140,共10页
为研究热处理后高压扭转B_(4)C/7075Al复合材料界面的介观尺度力学性能,利用纳米压痕实验获取复合材料界面的载荷-位移曲线,提出了一种结合量纲法和有限元反演分析法来确定复合材料界面弹塑性本构关系的逆向分析方法。并基于获得的弹塑... 为研究热处理后高压扭转B_(4)C/7075Al复合材料界面的介观尺度力学性能,利用纳米压痕实验获取复合材料界面的载荷-位移曲线,提出了一种结合量纲法和有限元反演分析法来确定复合材料界面弹塑性本构关系的逆向分析方法。并基于获得的弹塑性本构关系开展有限元模拟,将模拟结果与实验结果进行对比。结果表明:热处理后高压扭转B_(4)C/7075Al复合材料界面的弹性模量、应变硬化指数和屈服强度分别为117.44 GPa、0.296和978 MPa。模拟得到的弹性模量和纳米硬度与实验值的相对误差分别为5.8%和2.9%,证实了基于纳米压痕反演分析B_(4)C/7075Al复合材料界面本构方程的可行性。 展开更多
关键词 金属基复合材料 高压扭转 纳米压痕 反演分析
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一种双阶矩规范化雨滴谱反演方法的初步验证
16
作者 张扬 曾静 +1 位作者 刘黎平 董元昌 《气象学报》 北大核心 2025年第2期389-402,共14页
双偏振雷达反演雨滴谱能够为研究降水微物理过程提供良好的数据支撑。雨滴谱模型中的约束关系使得雨滴谱反演方法存在局限性,例如在“约束性Gamma(C-G)模型”雨滴谱反演方法中统计形状因子-斜率因子(μ-Λ)关系时,剔除了一些数据,因此μ... 双偏振雷达反演雨滴谱能够为研究降水微物理过程提供良好的数据支撑。雨滴谱模型中的约束关系使得雨滴谱反演方法存在局限性,例如在“约束性Gamma(C-G)模型”雨滴谱反演方法中统计形状因子-斜率因子(μ-Λ)关系时,剔除了一些数据,因此μ-Λ关系并不能代表所有降水的特性。为此,提出一种新的雨滴谱反演方法:双阶矩规范化雨滴谱反演法。该方法在保留全部有效数据的基础上,建立了趋近线性的定量关系,利用水平反射率因子(ZH)和差分反射率因子(ZDR)计算得到雨滴谱六、七阶矩,进而参考双阶矩规范化雨滴谱模型反演雨滴谱。利用发生在广东的 2 次降水过程采用模拟试验,地面观测和高空反演等 多个结果验证了方法的可行性。结果表明:假设的雨滴谱模型与实际观测数据较为吻合,理论上方法合理可行。无论是模拟试 验还是地面验证,提出的方法都优于传统 C-G 方法,尤其是在强降水端表现明显。同时双偏振雷达(双阶矩规范化雨滴谱反演 方法)和云雷达对高空中弱回波(<35 dBz)粒子大小的反演一致。该方法从理论,地面和高空观测等方面都表现出反演的可靠 性,为研究不同高度的雨滴谱特征提供了较好的反演途径。 展开更多
关键词 雨滴谱 反演技术 双阶矩规范化 双偏振雷达 云雷达
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基于修正型FR共轭梯度法的时间域粘声多参数全波形反演研究
17
作者 李振春 赵贤阳 +3 位作者 张春燕 张凯 徐夷鹏 孟繁琨 《石油物探》 北大核心 2025年第2期247-256,共10页
实际地下介质具有粘滞性,研究粘声介质下的全波形反演方法具有实际意义。针对全波形反演中Hessian矩阵计算复杂、共轭梯度法收敛速度慢等问题,将修正型FR共轭梯度法应用到全波形反演中。修正型FR共轭梯度法使用了更多的梯度信息,具有和... 实际地下介质具有粘滞性,研究粘声介质下的全波形反演方法具有实际意义。针对全波形反演中Hessian矩阵计算复杂、共轭梯度法收敛速度慢等问题,将修正型FR共轭梯度法应用到全波形反演中。修正型FR共轭梯度法使用了更多的梯度信息,具有和拟牛顿法相似的结构和性质,在加快收敛速度的同时可以提升反演效果,计算量仅有少量增加。采用该方法进行了标准线性固体(SLS)模型的时间域粘声多参数全波形反演的研究。模型测试结果表明相对于常规FR共轭梯度法,修正后的方法可以得到更精确的反演结果,加快收敛速度的同时深部反演效果更好,并通过两步法反演策略进一步提高了品质因子的反演效果。 展开更多
关键词 全波形反演 粘声波方程 速度 品质因子 修正型FR共轭梯度法
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基于敏感变量筛选的多光谱土壤含水率反演模型研究
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作者 杨文举 李奋华 +2 位作者 康德奎 段威成 赵文举 《节水灌溉》 北大核心 2025年第6期45-54,共10页
土壤含水率是农田生态系统敏感性的重要表征,为提高近地遥感土壤含水率反演效率和精度,基于无人机多光谱影像数据,提取覆膜耕地、苜蓿和小麦3种地物特征的光谱反射率,通过覆膜干扰消除技术和红边波段特征重构方法优化光谱信息质量。采... 土壤含水率是农田生态系统敏感性的重要表征,为提高近地遥感土壤含水率反演效率和精度,基于无人机多光谱影像数据,提取覆膜耕地、苜蓿和小麦3种地物特征的光谱反射率,通过覆膜干扰消除技术和红边波段特征重构方法优化光谱信息质量。采用变量投影重要性分析(Variable importance in projection,VIP)、灰色关联度分析(Gray relational analysis,GRA)与皮尔逊(Pearson)相关性分析,对5类光谱反射率特征及18个光谱指数进行敏感性评估。在此基础上,分别构建基于反向传播神经网络(BPNN)、支持向量回归(SVR)和随机森林(RF)算法的多场景土壤水分反演框架,通过模型对比验证揭示不同地物覆盖条件下的最优反演机制。结果表明,剔除覆膜背景对模型反演结果有所提升,VIP和GRA筛选后的模型精度明显优于Pearson相关性分析,反演结果波动较小,且敏感变量组反演结果优于全变量组反演结果;在3块样地中,覆膜耕地的BPNN算法相较于SVR和RF算法,展现出更优的非线性解析能力及模型结构稳定性,验证集决定系数R_(v)^(2)达到0.8以上,其结果能较真实反馈土壤含水率,SVR算法则更适用苜蓿、小麦此类植被覆盖度较高的土壤含水率反演;3种样地基于GRA筛选的土壤含水率反演模型精度最高,覆膜耕地GRA-BPNN验证集R_(v)^(2)为0.801、RMSE_(v)为1.25%、MAE_(v)为0.933%,苜蓿样地GRA-SVR验证集R_(v)^(2)达0.799、RMSE_(v)为1.389%、MAE_(v)为1.181%,小麦覆盖地反演结果验证集R_(v)^(2)为0.837、RMSE_(v)为0.711%、MAE_(v)为0.538%。 展开更多
关键词 无人机多光谱 土壤含水率 光谱指数 变量筛选 反演模型
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基于Green函数的轮胎冲击载荷特性反演方法
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作者 师桂杰 李强 王德禹 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第3期165-173,共9页
[目的]旨在通过结构响应间接识别轮胎冲击载荷及其分布特性,为甲板设计与安全评估提供依据,提出一种基于Green函数的载荷反演方法。[方法]以某船甲板加筋板为研究对象,利用Green函数将冲击载荷表示为单位脉冲载荷的叠加,通过有限元仿真... [目的]旨在通过结构响应间接识别轮胎冲击载荷及其分布特性,为甲板设计与安全评估提供依据,提出一种基于Green函数的载荷反演方法。[方法]以某船甲板加筋板为研究对象,利用Green函数将冲击载荷表示为单位脉冲载荷的叠加,通过有限元仿真得到Green核函数矩阵,并结合广义交叉验证准则(GCV)的Tikhonov正则化方法,建立载荷反演模型。针对单个轮胎及多个轮胎冲击工况,分析多源载荷对反演精度的影响。对于凸型、马鞍型和凹型3种典型的轮印载荷分布形式,通过等效划分受力区域并施加单位脉冲载荷,完成载荷分布特性的反演。[结果]结果表明,所提方法能够有效识别轮胎冲击载荷的时间历程及其分布特性,反演相对误差均小于5%。其中,基于应变和位移响应的反演精度较高,误差低于2%;即使在5%噪声干扰下,反演载荷仍然与实际载荷基本一致。[结论]所提方法解决了冲击载荷作用时间短、结构响应范围有限以及多源载荷联合作用带来的反演难题,为实船轮印载荷识别提供了新思路,具有重要的工程应用价值。 展开更多
关键词 甲板设计 结构响应 动力响应 加筋板 承载能力 冲击载荷 轮印载荷分布 GREEN函数 载荷反演
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双参数驱动的高层宿舍火源信息反演预测研究
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作者 孟晓静 王玮丹 +1 位作者 李为君 陈磊 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第5期157-164,共8页
为了提升高层宿舍火灾中火源位置与强度的反演预测精度,基于温度与CO体积分数双参数传感器探测数据,结合数值模拟与深度学习方法,逆向反演火源信息,利用火灾动力学软件FDS对某校高层宿舍楼进行火灾模拟仿真,得到温度与CO体积分数双参数... 为了提升高层宿舍火灾中火源位置与强度的反演预测精度,基于温度与CO体积分数双参数传感器探测数据,结合数值模拟与深度学习方法,逆向反演火源信息,利用火灾动力学软件FDS对某校高层宿舍楼进行火灾模拟仿真,得到温度与CO体积分数双参数传感器数据,建立火灾场景数据库,结合时间卷积网络(TCN)与长短期记忆网络(LSTM)算法优势,构建1种基于双参数的高层宿舍火灾位置与强度实时预测模型。研究结果表明:火源信息显著影响温度与CO体积分数变化,利用双参数数据能够准确反演预测火源信息。模型对火源位置、火源强度预测准确率均超过95%,火源位置与强度联合预测准确率可达90.50%;当传感器损失率小于30%时,联合预测准确率仍能达82.1%以上。研究结果可为高层宿舍火源信息预测提供参考。 展开更多
关键词 高层宿舍 火灾源强 反演预测 深度学习 TCN LSTM
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