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基于径向多项式密度Tesseroid体的大尺度重力场快速正演计算
1
作者
欧阳芳
陈龙伟
邵志刚
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第9期3556-3575,共20页
在大尺度重力模拟中,为了考虑地球曲率的影响,通常将质量体沿经度、纬度及径向方向剖分为多个Tesseroid体,然后根据叠加原理将所有Tesseroid体重力效应之和近似为质量体的总重力场.在现有大多数方法中,总重力场的计算一般通过将各Tesser...
在大尺度重力模拟中,为了考虑地球曲率的影响,通常将质量体沿经度、纬度及径向方向剖分为多个Tesseroid体,然后根据叠加原理将所有Tesseroid体重力效应之和近似为质量体的总重力场.在现有大多数方法中,总重力场的计算一般通过将各Tesseroid体的重力效应直接累加获得,尽管这种做法十分简单,但对于大尺度的复杂密度模型,其计算量十分巨大.为此,本文充分利用重力位、重力加速度及重力梯度张量核函数积分在经度方向的卷积特性,提出一种基于快速离散卷积算法和优化重力公式的高精度大尺度重力场模拟方法.该方法采用具有径向任意阶多项式密度的Tesseroid体来描述复杂密度分布,并以变密度Grombein优化公式为基础进行重力场正演模拟,从而有效克服经典球坐标系重力公式引起的极轴观测点奇异问题;同时联合Gauss-Legendre求积(GLQ)和水平方向的自适应网格剖分,实现重力积分的高精度计算,最后结合快速离散卷积算法获得质量体的重力效应.本文方法的加速策略通过如下途径实现:①假定经度方向的Tesseroid体具有相同尺寸,观测点位于同一高度且其采样间隔与Tesseroid体尺寸相等,由此建立与重力积分核对应的Toeplitz权系数矩阵,并利用Toeplitz对角线元素相等的特性,计算其第一列和第一行元素来复原完整矩阵,以此大大降低计算内存及计算时间;②利用基于FFT的离散卷积算法实现权系数矩阵与密度矩阵乘积的快速计算,从而进一步提高计算效率.数值算例表明,本文方法可实现近地表至卫星高度重力位、重力加速度及重力梯度张量的高精度计算,且其计算效率相较于直接累加法高出约3~4个数量级.该方法在WINTERC-G全球模型重力效应计算中的应用进一步证实了算法的可靠性和灵活性.本文快速算法是经典3D-GLQ方法的重要补充,对研究大尺度重力正反演问题、地形效应及地球内部结构等有重要意义.
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关键词
区域及全球尺度
重力效应模拟
FFT加速
径向
多项式密度
Tesseroid体
球坐标系
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职称材料
具有多项式密度分布的直线骨架卷积曲面
被引量:
4
2
作者
金小刚
冯结青
彭群生
《计算机学报》
EI
CSCD
北大核心
2002年第3期320-324,共5页
给出了一个具有多项式密度分布的直线骨架卷积曲面的解析表达式 ,并提出了基于控制曲线的密度控制方法 .实验结果表明 ,该方法在自然景物。
关键词
多项式密度
分布
隐式曲面
元球
计算机动画
直线骨架卷积曲面
在线阅读
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职称材料
守恒密度的符号计算方法及其应用
3
作者
范筑军
杨力军
马东魁
《中山大学学报(自然科学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2002年第2期8-11,共4页
文中首先给出了守恒密度的符号计算方法 ,然后 ,应用守恒密度计算软件 ,给出了具有足够多守恒律的高阶KdV方程系数的推导方法 ,最后 ,给出了推导 9阶KdV方程具有一致阶时系数之间关系式的
关键词
守恒
密度
符号计算
高阶KDV方程
非线性发展方程
一致阶
守恒律
多项式密度
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职称材料
指数分布模型下稳态可用度的经验Bayes估计
被引量:
4
4
作者
梅联珍
张帼奋
《浙江大学学报(理学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2007年第3期274-277,281,共5页
对于可修单元,当失效时间、维修时间均服从指数分布时,利用非参数多项式密度估计的方法给出了单元的稳态可用度A的经验Bayes估计.并通过模拟试验考察非参数多项式密度估计的自由度与估计的精确度的关系.
关键词
经验BAYES估计
非参数
多项式密度
估计
指数分布
稳态可用度
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职称材料
题名
基于径向多项式密度Tesseroid体的大尺度重力场快速正演计算
1
作者
欧阳芳
陈龙伟
邵志刚
机构
中国地震局地震预测研究所
中国工程物理研究院流体物理研究所
桂林理工大学地球科学学院
出处
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第9期3556-3575,共20页
基金
中央级公益性科研院所基本科研业务费专项重点项目(CEAIEF2024030101)
国家重点研发计划项目(2023YFC3007300)
国家自然科学基金项目(42374173,42304141)共同资助。
文摘
在大尺度重力模拟中,为了考虑地球曲率的影响,通常将质量体沿经度、纬度及径向方向剖分为多个Tesseroid体,然后根据叠加原理将所有Tesseroid体重力效应之和近似为质量体的总重力场.在现有大多数方法中,总重力场的计算一般通过将各Tesseroid体的重力效应直接累加获得,尽管这种做法十分简单,但对于大尺度的复杂密度模型,其计算量十分巨大.为此,本文充分利用重力位、重力加速度及重力梯度张量核函数积分在经度方向的卷积特性,提出一种基于快速离散卷积算法和优化重力公式的高精度大尺度重力场模拟方法.该方法采用具有径向任意阶多项式密度的Tesseroid体来描述复杂密度分布,并以变密度Grombein优化公式为基础进行重力场正演模拟,从而有效克服经典球坐标系重力公式引起的极轴观测点奇异问题;同时联合Gauss-Legendre求积(GLQ)和水平方向的自适应网格剖分,实现重力积分的高精度计算,最后结合快速离散卷积算法获得质量体的重力效应.本文方法的加速策略通过如下途径实现:①假定经度方向的Tesseroid体具有相同尺寸,观测点位于同一高度且其采样间隔与Tesseroid体尺寸相等,由此建立与重力积分核对应的Toeplitz权系数矩阵,并利用Toeplitz对角线元素相等的特性,计算其第一列和第一行元素来复原完整矩阵,以此大大降低计算内存及计算时间;②利用基于FFT的离散卷积算法实现权系数矩阵与密度矩阵乘积的快速计算,从而进一步提高计算效率.数值算例表明,本文方法可实现近地表至卫星高度重力位、重力加速度及重力梯度张量的高精度计算,且其计算效率相较于直接累加法高出约3~4个数量级.该方法在WINTERC-G全球模型重力效应计算中的应用进一步证实了算法的可靠性和灵活性.本文快速算法是经典3D-GLQ方法的重要补充,对研究大尺度重力正反演问题、地形效应及地球内部结构等有重要意义.
关键词
区域及全球尺度
重力效应模拟
FFT加速
径向
多项式密度
Tesseroid体
球坐标系
Keywords
Regional and global scales
Gravitational modelling
FFT-based acceleration
Tesseroid with polynomial density in depth
Spherical coordinates
分类号
P631 [天文地球—地质矿产勘探]
P312 [天文地球—固体地球物理学]
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职称材料
题名
具有多项式密度分布的直线骨架卷积曲面
被引量:
4
2
作者
金小刚
冯结青
彭群生
机构
浙江大学CAD&CG国家重点实验室
出处
《计算机学报》
EI
CSCD
北大核心
2002年第3期320-324,共5页
基金
国家自然科学基金 (69973 0 40
6990 3 0 0 8)
+1 种基金
创新研究群体科学基金(60 0 2 12 0 1)
浙江省自然科学基金 (6980 2 2 )资助
文摘
给出了一个具有多项式密度分布的直线骨架卷积曲面的解析表达式 ,并提出了基于控制曲线的密度控制方法 .实验结果表明 ,该方法在自然景物。
关键词
多项式密度
分布
隐式曲面
元球
计算机动画
直线骨架卷积曲面
Keywords
convolution surface, polynomial density distribution, implicit surface, metaball, computer animation
分类号
TP391.41 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
在线阅读
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职称材料
题名
守恒密度的符号计算方法及其应用
3
作者
范筑军
杨力军
马东魁
机构
华南理工大学电子与信息学院
中山大学数学系
华南理工大学应用数学系
出处
《中山大学学报(自然科学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2002年第2期8-11,共4页
基金
国家自然科学基金资助项目 (197710 89)
文摘
文中首先给出了守恒密度的符号计算方法 ,然后 ,应用守恒密度计算软件 ,给出了具有足够多守恒律的高阶KdV方程系数的推导方法 ,最后 ,给出了推导 9阶KdV方程具有一致阶时系数之间关系式的
关键词
守恒
密度
符号计算
高阶KDV方程
非线性发展方程
一致阶
守恒律
多项式密度
Keywords
conserved densities
symbolic computation
分类号
O175.29 [理学—基础数学]
O241.82 [理学—计算数学]
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职称材料
题名
指数分布模型下稳态可用度的经验Bayes估计
被引量:
4
4
作者
梅联珍
张帼奋
机构
浙江大学数学系
出处
《浙江大学学报(理学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2007年第3期274-277,281,共5页
基金
航天科工集团提供资助
文摘
对于可修单元,当失效时间、维修时间均服从指数分布时,利用非参数多项式密度估计的方法给出了单元的稳态可用度A的经验Bayes估计.并通过模拟试验考察非参数多项式密度估计的自由度与估计的精确度的关系.
关键词
经验BAYES估计
非参数
多项式密度
估计
指数分布
稳态可用度
Keywords
empirical Bayes estimate
non-parametric polynomial density estimate
exponential distribution
steadystate availability
分类号
O213.2 [理学—概率论与数理统计]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于径向多项式密度Tesseroid体的大尺度重力场快速正演计算
欧阳芳
陈龙伟
邵志刚
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
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职称材料
2
具有多项式密度分布的直线骨架卷积曲面
金小刚
冯结青
彭群生
《计算机学报》
EI
CSCD
北大核心
2002
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
守恒密度的符号计算方法及其应用
范筑军
杨力军
马东魁
《中山大学学报(自然科学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2002
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
指数分布模型下稳态可用度的经验Bayes估计
梅联珍
张帼奋
《浙江大学学报(理学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2007
4
在线阅读
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职称材料
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