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Analysis on Seismic Wave Illumination of Wave Equation Based on Shengli Typical Geologic Model 被引量:3
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作者 Shan Lian-yu Liu Hong +3 位作者 Kuang Bin Wang Hua-zhong Shen Cai-yu Xu Xue-ping 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2009年第A02期9-15,共7页
关键词 地质模型 地震波 照明 波动方程 基础 设计目标 几何学 传播理论
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三维地震波超前地质预报及其应用效果
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作者 蔡盛 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第8期193-202,共10页
【目的】针对传统隧道地震反射波超前地质预报技术受限于二维观测系统几何局限导致的异常体空间定位偏差问题,建立基于实际隧道几何结构的三维地震波超前预报方法。【方法】采用“理论分析–数值模拟–工程验证”技术路径,解决了三维探... 【目的】针对传统隧道地震反射波超前地质预报技术受限于二维观测系统几何局限导致的异常体空间定位偏差问题,建立基于实际隧道几何结构的三维地震波超前预报方法。【方法】采用“理论分析–数值模拟–工程验证”技术路径,解决了三维探测系统的波场重构、空间建模、偏移成像等关键技术难题。基于几何地震学原理论证了三维观测对异常体探测范围及定位精度的提升效应;应用旋转交错网格有限差分法实现了隧道全空间TTI介质三维波场正演,引入通量校正传输技术(FCT)抑制数值频散;结合快速行进法(fast marching method,FMM)计算波前走时,采用改进型Kirchhoff积分算法实现了三维偏移成像。【结果】鄂西铁路隧道现场试验表明:三维方法在掌子面前方20 m(里程412 m)处精准探测到密集裂隙发育带;异常体定位范围较二维预报方法缩小20%;三维预报成果图可多角度展示异常体空间形态。【结论】三维地震反射波超前地质预报技术提升了地质异常体的空间定位能力与解释直观性,为隧道施工地质灾害防控提供有效技术支撑。 展开更多
关键词 隧道 超前地质预报 三维地震反射波 TTI介质正演 快速行进法 Kirchhoff偏移成像
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基于ADMM算法优化的矩形网格隐式有限差分波动方程正演模拟
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作者 王文化 文晓涛 +2 位作者 吴昊 杨吉鑫 匡胤 《地球物理学报》 北大核心 2025年第2期680-695,共16页
有限差分(FD)法广泛用于地震勘探领域的波动方程数值模拟.由于存在“饱和效应”,利用Taylor级数展开法(TE)计算高阶FD系数会在高频和粗网格条件下产生明显的数值频散.一般的常系数优化法能在较大波数区间取得更高的数值精度,但缺乏对中... 有限差分(FD)法广泛用于地震勘探领域的波动方程数值模拟.由于存在“饱和效应”,利用Taylor级数展开法(TE)计算高阶FD系数会在高频和粗网格条件下产生明显的数值频散.一般的常系数优化法能在较大波数区间取得更高的数值精度,但缺乏对中、低波数区间的误差约束;此外,它们大多沿单空间方向压制数值频散,因而无法缓解矩形网格模板的数值各向异性.本文基于隐式FD模板发展了一种多空间方向优化的波动方程正演模拟方法,以同时解决数值频散和数值各向异性问题.针对实用性更强的矩形网格单元,本文基于L_(1)范数建立目标函数并增加波传播角约束以减小数值各向异性,然后运用交替方向乘子法(ADMM)求解优化问题从而实现提高模拟精度的目的.理论误差曲线分析表明,相比传统TE方法和其他单向L_(1)范数、L_(2)范数、L_(∞)范数优化方法,本文基于L_(1)范数的多向优化方法在中、低波数区间具有最小的绝对误差,同时能更好的均衡各个方位角之间的误差分布.均匀介质、Marmousi-2地质模型的正演模拟算例均证明本文所提出的方法比其他三种优化方法在减小长时程测试下的误差积累方面更有优势. 展开更多
关键词 隐式有限差分 矩形网格 波动方程正演 常系数优化法 交替方向乘子法
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地磁活动对人工辐射带电子演化规律的影响
4
作者 曹盼 郝建红 +4 位作者 薛碧曦 赵强 张芳 范杰清 董志伟 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第8期182-192,共11页
人工辐射带对空间飞行器寿命和性能存在潜在威胁,高纬度爆点产生的大量高能粒子会注入地球外辐射带,而外辐射带相较于内辐射带更容易受到地磁活动的影响。基于VERB3D模型构建了人工辐射带模型,并从三个参量对高L壳层人工辐射带内的电子... 人工辐射带对空间飞行器寿命和性能存在潜在威胁,高纬度爆点产生的大量高能粒子会注入地球外辐射带,而外辐射带相较于内辐射带更容易受到地磁活动的影响。基于VERB3D模型构建了人工辐射带模型,并从三个参量对高L壳层人工辐射带内的电子的扩散和演化进行了数值模拟,研究分析了地磁活动对电子演化规律的影响。强地磁活动不仅会导致等离子体层发生明显内缩,还会使等离子体层内外波的水平指数级增强。由于波粒互作用是辐射带粒子扩散的主要机制,因此强地磁活动会显著加速人工辐射带的扩散过程。当地磁活动剧烈时,原本非均匀分布的人工辐射带电子会经历明显的扩散加速过程,电子通量显著衰减,在较短时间内达到径向、能量和投掷角的稳定分布状态,这种稳定分布的高能电子通量也会受到地磁活动的显著影响而持续下降。人工辐射带的加速扩散将有效降低其对空间飞行器的损伤程度,可为空间飞行器的防护设计提供新的理论依据。 展开更多
关键词 人工辐射带 地磁活动水平 波粒互作用 VERB模型 福克-普朗克方程
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物理信息神经网络求解亥姆霍兹方程的配置点采样方法
5
作者 单连璞 于彩霞 王彦飞 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第9期182-190,共9页
【背景】地震波场模拟中,物理信息神经网络(physics-informed neural networks,PINNs)凭借其无网格求解特性为亥姆霍兹方程(Helmholtz equation)高效计算开辟了新途径。然而,在复杂介质模型的亥姆霍兹方程正演中,传统的均匀网格配置点... 【背景】地震波场模拟中,物理信息神经网络(physics-informed neural networks,PINNs)凭借其无网格求解特性为亥姆霍兹方程(Helmholtz equation)高效计算开辟了新途径。然而,在复杂介质模型的亥姆霍兹方程正演中,传统的均匀网格配置点采样策略无法高效地提供梯度信息,导致其训练时间长、资源消耗大。【目的和方法】为了提升PINNs的正演效率和精度,并解决动态采样的配置点在震源处异常聚集这一问题,提出了基于残差分布的混合配置点重采样策略(hybrid residual-based adaptive distribution,RAD-H),并与6种固定采样策略和4种动态采样策略进行对比分析。该策略在震源区域采用固定采样确保震源特征捕捉,在其他区域则实施基于残差分布的自适应重采样(residualbased adaptive distribution,RAD),保证重采样配置点与目标高残差区域空间采样的一致性。【结果】经数值实验表明:在均匀介质模型中,RAD-H策略相较于经典基准方法仅需使用18.57%的配置点数量,却能够使波场L2误差降低3.050%,同时该策略训练耗时约为4192.5 s,计算效率较经典基准方法提升了231.74%;在Marmousi2模型中,RAD-H策略控制与经典基准方法相同量级误差,使用的配置点数量减少57.75%。【结论】该策略解决了其他动态采样策略在震源区域采样过密、其他区域采样不足的问题,显著提升了PINNs在含震源正演中的配置点采样效率,对高效高精度模拟复杂地质模型波场具有启发意义。 展开更多
关键词 物理信息神经网络 亥姆霍兹方程 正演 配置点 自适应
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基于控制方程模型降阶和精细积分算法的瞬变电磁三维快速正演
6
作者 鲁凯亮 岳建华 +2 位作者 周建美 苑俊峰 樊亚楠 《石油地球物理勘探》 北大核心 2025年第2期491-503,共13页
模型降阶算法因其高效的计算性能在瞬变电磁三维正演领域得到了广泛应用。然而,以往研究针对电磁场的解析表达式进行模型降阶,使用一个大范围特征值构成的对角矩阵替代正演系统,需要预先计算Krylov子空间阶数和最优偏移γ。这种方法导致... 模型降阶算法因其高效的计算性能在瞬变电磁三维正演领域得到了广泛应用。然而,以往研究针对电磁场的解析表达式进行模型降阶,使用一个大范围特征值构成的对角矩阵替代正演系统,需要预先计算Krylov子空间阶数和最优偏移γ。这种方法导致Krylov子空间阶数较大,造成额外的计算成本。针对这一问题,文中提出一种新的模型降阶算法:首先,使用非结构四面体网格有限单元法对关断电流后的瞬变电磁控制方程进行空间离散;然后,根据控制方程系数矩阵和空间分布的初始场向量构建位移逆Krylov(SAI-Krylov)子空间;最后,将原始控制方程投影到SAI-Krylov子空间,即可得到降阶后的控制方程,通过求解小维度控制方程即可快速计算瞬变电磁响应。该算法无需预先指定Krylov子空间阶数,通过优选偏移γ和残差阈值tol,可以避免Krylov子空间阶数过大造成的额外计算成本。典型地电模型的数值计算结果表明,在满足数值精度的条件下,文中方法所需的Krylov子空间阶数更小,对于待求解未知量数目为百万级别的瞬变电磁正演问题,能够实现分钟级的快速求解。 展开更多
关键词 瞬变电磁 控制方程模型降阶 精细积分算法 非结构四面体网格 快速正演模拟
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具有黏弹性的非线性弹性本构关系及波动方程
7
作者 柏韩 冯晅 +4 位作者 刘财 王鑫 刘乾 丁梦颜 徐雨歆 《地球物理学报》 北大核心 2025年第8期3223-3234,共12页
岩石具有显著的非线性弹性特性,但目前还没有较好的非线性弹性波动方程能用于描述地震波等弹性波在传播过程中的非线性弹性特征.我们通过将Kelvin-Voigt模型与经典非线性弹性本构关系相结合,探索构建了一个新的具有黏弹性的非线性弹性... 岩石具有显著的非线性弹性特性,但目前还没有较好的非线性弹性波动方程能用于描述地震波等弹性波在传播过程中的非线性弹性特征.我们通过将Kelvin-Voigt模型与经典非线性弹性本构关系相结合,探索构建了一个新的具有黏弹性的非线性弹性本构关系.并使用共传播声弹性实验方法对新构建的本构关系进行了验证,实验结果与模型预测的数据具有很高的一致性.我们进一步尝试推导建立了新的具有黏弹性的非线性弹性波动方程,并利用有限差分方法获得数值解.数值模拟结果表明,具有黏弹性的非线性弹性本构关系中的二阶非线性弹性项对波的传播影响较大,会造成波形畸变;三阶非线性弹性项影响相对较小,会在波形尾部产生高次谐波;黏性项在一定程度上可以抵消非线性弹性项和有限差分格式造成的数值解振荡问题.此外我们还发现了二阶和三阶非线性弹性系数值的正负决定波形尾部倾斜方向和波峰变陡方向,绝对值大小决定这种形变趋势的程度.最后我们讨论了非线性弹性应力-应变曲线和应变(应力)-时间曲线中的经典滞后回路特征. 展开更多
关键词 非线性弹性本构关系 Kelvin-Voigt模型 共传播声弹性实验 非线性弹性波动方程 数值模拟 非线性弹性波的传播特征
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变系数Wave-Like方程的格子Boltzmann模型 被引量:1
8
作者 史秀波 闫广武 《吉林大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期585-590,共6页
用格子Boltzmann方法研究变系数wave-like方程,构建了变系数wave-like方程的格子Boltzmann模型.先运用该模型对二维和三维wave-like问题进行数值模拟,再将格子Boltzmann数值解与其解析结果进行比较.结果表明,该方法可以用于模拟变系数wa... 用格子Boltzmann方法研究变系数wave-like方程,构建了变系数wave-like方程的格子Boltzmann模型.先运用该模型对二维和三维wave-like问题进行数值模拟,再将格子Boltzmann数值解与其解析结果进行比较.结果表明,该方法可以用于模拟变系数wave-like问题. 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN模型 变系数wave-like方程 高阶矩方法
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基于纵波资料弹性参数反射波旅行时反演
9
作者 李青阳 李斐 +3 位作者 曾亚丽 段沛然 任雄风 葛炳妤 《石油地球物理勘探》 北大核心 2025年第2期402-409,共8页
针对目前陆上勘探主要采集的纵波资料与日益增长的弹性多参数模型预测需求之间的矛盾,文中从经典弹性动力学中本构方程出发,通过将本构方程分解为胀缩与剪切张量,推导出弹性介质中的声—弹方程耦合模式波动方程。该方程可以完美匹配纵... 针对目前陆上勘探主要采集的纵波资料与日益增长的弹性多参数模型预测需求之间的矛盾,文中从经典弹性动力学中本构方程出发,通过将本构方程分解为胀缩与剪切张量,推导出弹性介质中的声—弹方程耦合模式波动方程。该方程可以完美匹配纵波资料,同时波形信息中同时存在纵、横波速度和密度响应,具备反演弹性多参数模型功能,基于此搭建了基于纵波资料弹性参数反射波旅行时反演理论框架。由于全波形反演的高度非线性,准确的初始速度建模尤为重要,文中引入反射波波形反演理论,通过沿波路径成像恢复背景模型中、低波数信息,提高成像准确度,同时避免周期性跳跃导致反演失败。为验证方法的适用性和有效性,通过均匀模型对比不同震源激发下的声-弹方程耦合模式波动方程与声波方程、弹性波方程波的传播特征,并给出辐射模式验证试验;然后利用Sigsbee 2A重采样模型验证了反演方法在背景速度模型恢复的有效性。 展开更多
关键词 反射波旅行时反演 纵波资料 弹性参数 声-弹方程耦合模式 速度建模
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“四定法”多次波识别体系的建立与应用
10
作者 林煜 苗金鹏 +3 位作者 刘啸虎 刘超威 朱峰 康晓宁 《石油地球物理勘探》 北大核心 2025年第3期689-699,共11页
在准噶尔盆地中深层油气勘探中,受强阻抗界面影响产生的多次波严重影响了地震资料成像质量。由于多次波与一次波差异小,且多源叠加导致多次波周期性特征不清楚,在资料处理过程中很难分辨一次波和多次波,因此精确识别多次波是进行多次波... 在准噶尔盆地中深层油气勘探中,受强阻抗界面影响产生的多次波严重影响了地震资料成像质量。由于多次波与一次波差异小,且多源叠加导致多次波周期性特征不清楚,在资料处理过程中很难分辨一次波和多次波,因此精确识别多次波是进行多次波压制的先决条件。为此,首先对强阻抗界面反射系数、VSP标定和正演模拟结果进行分析,确定产生多次波的源头;其次,通过井震结合落实源头平面展布特征,确定多次波发育的平面区带;进而利用合成记录、VSP等多种方法的精细标定,确定受多次波影响的纵向层段;最后再结合不同频段数据体对多次波与一次波在频率和能量上的差别进行识别,确定多次波的地震响应特征。在此基础上,建立了“四定法”多次波识别体系。在准噶尔盆地阜中和玛湖地区的实际应用结果表明,新资料地层结构、产状等与钻井吻合率较高,砂体尖灭及叠置关系清楚。该多次波识别体系能有效识别不同多次波发育特征,为多次波压制提供重要依据,大大提高了资料保真度。 展开更多
关键词 多次波 正演模拟 平面区带 地震响应 资料保真度
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基于空间分数阶导数的强-弱非局部连续介质本构建模
11
作者 方俊 吴一石 《应用数学和力学》 北大核心 2025年第6期764-780,共17页
研究了以空间分数阶导数为基础的非局部介质本构建模方法,为研究复杂非局部材料的力学性能提供了理论指导.首先,通过扩展Chen⁃Holm分数阶Laplace算子的定义,得到了新型0~4阶空间分数阶导数算子.然后,基于强⁃弱非局部连续介质理论,建立... 研究了以空间分数阶导数为基础的非局部介质本构建模方法,为研究复杂非局部材料的力学性能提供了理论指导.首先,通过扩展Chen⁃Holm分数阶Laplace算子的定义,得到了新型0~4阶空间分数阶导数算子.然后,基于强⁃弱非局部连续介质理论,建立了含该算子的非局部介质本构关系,并以此构建了新的力学元件.通过对力学元件的不同组合,可以得到几类非局部分数阶导数本构模型:Kelvin模型、Maxwell模型和Zener模型.此后,基于散射波方程与介质本构方程之间的关联性,确定了模型各参数的表达式及物理意义,并研究了部分模型的蠕变和应力松弛.最后,通过含砂软土蠕变的实例研究,验证了非局部Kelvin模型的有效性. 展开更多
关键词 分数阶导数 非局部介质 本构建模 散射波方程 蠕变柔量
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Gaussian Beams Forward Simulation and Migration 被引量:1
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作者 Deng Fei Liu Chao-ying +1 位作者 Zhao Bo Wang Cheng-xiang 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2009年第A02期45-51,共7页
关键词 高斯光束 正向模拟 迁移 KIRCHHofF方法 射线理论 波动方程 模型试验 射线法
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基于有限差分低秩分解策略的黏声各向异性纯qP波正演模拟方法
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作者 李书瑜 梁兵 +2 位作者 郭廷超 潘成磊 许冲 《石油物探》 CSCD 北大核心 2024年第4期766-777,共12页
地下介质的黏弹性和各向异性特征会导致地震波出现相位频散和振幅衰减,如果在地震数据处理中忽略这些影响,那么成像结果会出现同相轴畸变和偏移假象。常规黏声TTI介质拟声波方程可用于模拟地震波在黏声各向异性介质中的传播特征,但存在... 地下介质的黏弹性和各向异性特征会导致地震波出现相位频散和振幅衰减,如果在地震数据处理中忽略这些影响,那么成像结果会出现同相轴畸变和偏移假象。常规黏声TTI介质拟声波方程可用于模拟地震波在黏声各向异性介质中的传播特征,但存在伪横波干扰和受模型参数限制(各向异性参数ε必须大于δ)等问题。为了解决上述问题,将基于声学近似的纯qP波频散关系与常Q衰减模型相结合,推导了一种黏声TTI介质纯qP波方程。该方程包含解耦的相位频散和振幅衰减项,便于实现衰减补偿逆时偏移。基于新推导的方程,发展了有限差分低秩分解求解策略,实现了黏声TTI介质纯qP波正演模拟。数值模拟结果表明,该方程克服了黏声TTI介质拟声波方程的局限,可较为准确且稳定地模拟地震波在黏声各向异性介质中的传播过程。同时,该有限差分低秩分解求解策略继承了有限差分求解方法高效的优势,相比于传统低秩分解法具有更高的计算效率。 展开更多
关键词 黏声各向异性 纯qP波方程 正演模拟 有限差分低秩分解法
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基于简化内波方程的光学隐蔽深度模型建立与分析
14
作者 朱海荣 蔡鹏 +2 位作者 张春磊 宗敬文 王旺 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第21期124-128,共5页
非均匀海水条件下,光学隐蔽深度模型(OCD_LAYER)建立在海水按照垂直线上分割成光学特性近似的相似层的基础之上,为了研究海洋内波条件下OCD_LAYER模型的适用性,根据对比度和两层流体内孤立波KDV方程,通过构造内波垂向结构,计算出位移均... 非均匀海水条件下,光学隐蔽深度模型(OCD_LAYER)建立在海水按照垂直线上分割成光学特性近似的相似层的基础之上,为了研究海洋内波条件下OCD_LAYER模型的适用性,根据对比度和两层流体内孤立波KDV方程,通过构造内波垂向结构,计算出位移均方根最大层为内波简化两层界面,并依此建立内波简化模型条件下光学隐蔽深度模型(OCD_KDV)。计算并分析了水下航行体表面反射比、海水衰减系数、观察天顶角、空气消光系数变化对内波简化模型条件下光学隐蔽深度模型的影响。结果表明,在最高探测概率下,特征尺度为36m的水下航行体光学隐蔽深度在深远海海水中数值为36.79m;在近海海水中数值为22.08m;在沿岸海水中数值为11.04m。实验结果为水下航行体光学隐蔽性提供了重要理论参考。 展开更多
关键词 KDV方程 深度模型 内波
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三维TI和OA介质中优化黏滞纯声波方程及其数值模拟
15
作者 包乾宗 谭崔文 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2415-2428,共14页
各向异性和黏滞性在地球介质中广泛存在,会对地震波的运动学和动力学特征产生影响,因此研究地震波在地下空间中传播时应该对其予以充分考虑.现有的各向异性波场外推方法主要采用基于声学近似的伪声波方程,该类方程在非声学假设条件下容... 各向异性和黏滞性在地球介质中广泛存在,会对地震波的运动学和动力学特征产生影响,因此研究地震波在地下空间中传播时应该对其予以充分考虑.现有的各向异性波场外推方法主要采用基于声学近似的伪声波方程,该类方程在非声学假设条件下容易出现伪横波污染及传播不稳定.针对此问题,本文应用优化方案对原始的耦合各向异性纯声波频散关系式进行近似展开,进而发展了针对三维TI(横向各向同性)介质和OA(正交各向异性)介质的优化纯声波方程,结合有限差分和泊松算法对其进行了有效求解.同时,考虑到介质对地震波的吸收衰减效应,本文结合发展的纯声波方程和标准线性体模型,推导了黏滞各向异性优化纯声波方程.相速度分析表明优化方案能够产生高精度近似结果.数值模型算例证明优化黏滞纯声波方程在产生精确稳定P波响应的前提下,能够有效模拟各向异性介质中纯声波的振幅衰减和相位频散.整体而言,本文推导的方程能够为各向异性衰减介质成像和反演提供有效帮助. 展开更多
关键词 各向异性 黏滞性 波动方程 数值模拟
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规则波作用下悬跨海缆垂向动力响应试验研究
16
作者 黄惠明 黄贤涛 +1 位作者 蓝尹余 张俞 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1913-1921,1949,共10页
为探究不同规则波要素下悬跨海缆垂向动力响应的变化规律,本文开展了波浪作用下海缆振动模型试验。基于水弹性相似原理制作海缆模型,改变试验波高以及波周期,并引入Morison方程描述海缆所受垂向力。试验结果表明:波浪作用下海缆的振动... 为探究不同规则波要素下悬跨海缆垂向动力响应的变化规律,本文开展了波浪作用下海缆振动模型试验。基于水弹性相似原理制作海缆模型,改变试验波高以及波周期,并引入Morison方程描述海缆所受垂向力。试验结果表明:波浪作用下海缆的振动频率以波浪频率为主,同时伴随着海缆表面弱涡脱落活动产生的波浪多倍频;波高的增大使得海缆周围水质点水平运动速度增大,导致漩涡脱落所引发的升力增大,进而垂向力增大;波周期的减小使得水质点垂向运动速度增加,海缆所受垂向波浪力增强,进而垂向力增大;海缆自振存在约2.8 N的临界垂向力,低于临界垂向力时,海缆未产生自振,大于临界垂向力时,波浪动力作用增强,海缆出现波浪周期的间歇性自振,垂向力增大,应变幅值显著增大。 展开更多
关键词 海底电缆 规则波 垂向振动 模型试验 动力响应 Morison方程 应变过程 频率分析
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鄂尔多斯盆地黄土塬区地震波场数值模拟及传播规律 被引量:2
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作者 韩令贺 胡自多 +3 位作者 狄帮让 徐中华 刘威 李翔 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期504-513,共10页
为研究鄂尔多斯盆地黄土塬区地震波的传播规律和噪声的产生机理,根据庆城北三维工区实际地表高程和速度结构,建立准确反映黄土塬区近地表结构的三维数字模型(速度和品质因子Q),以基于Q显式表达的黏滞声波方程为基础,采用坐标变换法实现... 为研究鄂尔多斯盆地黄土塬区地震波的传播规律和噪声的产生机理,根据庆城北三维工区实际地表高程和速度结构,建立准确反映黄土塬区近地表结构的三维数字模型(速度和品质因子Q),以基于Q显式表达的黏滞声波方程为基础,采用坐标变换法实现起伏地表条件下的三维黏滞声波方程数值模拟。该方法可以将复杂近地表引起的近炮点强能量噪声和强衰减效应较客观地模拟出来,模拟结果与实际资料的吻合度较高。通过不同复杂程度模型的三维数值模拟和波场分析,厘清了黄土塬区地震资料近炮点强能量噪声和多次反射、多次折射的产生机理,并结合实际资料分析了黄土塬区不同位置(塬、梁、坡、沟)及不同炮点深度的波场特征差异,认为:沟中激发时,近炮点强能量噪声较弱,资料品质相对较好;随着炮点深度增大,信号的高频端成分逐步增加;黄土塬地区野外地震采集时,应避免在干黄土层中激发,尽可能选择胶泥层或更深层激发。波场分析结论对黄土塬区实际资料采集和处理具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 黄土塬 三维黏滞声波方程 数值模拟 品质因子 波场传播规律
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极限海浪环境下海洋平台立柱结构载荷及应力分析研究 被引量:3
18
作者 曲森 任慧龙 +1 位作者 王希坤 史鸿博 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期1700-1709,共10页
本文利用开源计算流体力学软件OpenFOAM,数值模拟极限海浪环境下卷破波浪和非破碎波浪对海洋平台立柱的影响,目的是对比分析立柱在上述两种波浪类型下的波浪载荷及结构应力的变化情况。基于雷诺平均Navier-Stokes方程结合k-ωSST湍流模... 本文利用开源计算流体力学软件OpenFOAM,数值模拟极限海浪环境下卷破波浪和非破碎波浪对海洋平台立柱的影响,目的是对比分析立柱在上述两种波浪类型下的波浪载荷及结构应力的变化情况。基于雷诺平均Navier-Stokes方程结合k-ωSST湍流模型对流体质点运动方程进行求解。通过数值结果发现,在相同设计波浪参数输入下,作用在海洋平台立柱上的卷破波浪载荷远远高于非破碎波浪载荷。立柱各个结构在非破碎波浪载荷作用下的最大应力值均小于材料的屈服极限。然而,在卷破波浪载荷作用下,部分结构受到的最大应力超过了材料的屈服极限,不满足结构安全要求。因此,在海洋结构物安全设计中需要考虑卷破波浪载荷对结构强度的影响,以确保结构具有足够的安全裕度。 展开更多
关键词 卷破波浪 雷诺平均Navier-Stokes方程 湍流模型 破碎波浪载荷 海洋平台
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基于变差分系数的变网格弹性波全波形反演 被引量:3
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作者 张红静 贺慧丽 +3 位作者 孙文博 孙鹏远 李红辉 周辉 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期514-522,共9页
全波形反演充分利用地震波传播的振幅、相位和旅行时等信息,相较于旅行时层析能够获得分辨率和精度更高的反演结果。当浅层介质速度较低时,为了保证正演模拟精度,通常需要使用较细的网格对低速层进行采样。然而,对整个模型用细网格剖分... 全波形反演充分利用地震波传播的振幅、相位和旅行时等信息,相较于旅行时层析能够获得分辨率和精度更高的反演结果。当浅层介质速度较低时,为了保证正演模拟精度,通常需要使用较细的网格对低速层进行采样。然而,对整个模型用细网格剖分会导致巨大的计算量以及存储量,同时模型的高速区域也会产生过采样现象,这些问题会在全波形反演过程中被进一步放大。为了避免这些问题,引入了一种基于变差分系数的变网格弹性波动方程有限差分正演模拟方法。首先,基于Taylor展开式推导了变网格波场模拟的差分系数,实现了变网格波场模拟;其次,将变差分系数正演模拟方法应用于全波形反演中的正演模拟、残差反传和波场重构中,实现了基于变差分系数的变网格弹性波全波形反演。在全波形反演时,分别采用多尺度反演策略和常规的共轭梯度法迭代求解。使用细网格剖分速度较低的浅部低速层和粗网格剖分速度较高的中深层,既可以保证浅层的反演精度,又可以避免中深层的过采样。模型数据反演结果表明,基于变差分系数的变网格全波形反演相较于均匀粗网格全波形反演可以更有效实现低速异常体的准确刻画。含噪数据测试表明,提出的全波形反演方法具有较强的抗噪性。 展开更多
关键词 弹性波 全波形反演 变差分系数 变网格正演 有限差分
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矩形/长方体网格单元时间高阶有限差分波场数值模拟 被引量:1
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作者 徐世刚 黄兴国 +2 位作者 韩丽 包乾宗 任志明 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期976-988,共13页
有限差分法在求解不同类型地震波动方程中广泛应用,提高有限差分在时间域和空间域的地震波场数值模拟精度十分重要。为了提高现有时间—空间域高阶差分方法的精度和灵活性,提出了基于矩形/长方体网格单元的改进时间—空间高阶有限差分方... 有限差分法在求解不同类型地震波动方程中广泛应用,提高有限差分在时间域和空间域的地震波场数值模拟精度十分重要。为了提高现有时间—空间域高阶差分方法的精度和灵活性,提出了基于矩形/长方体网格单元的改进时间—空间高阶有限差分方案,分别求解二维和三维声波方程。改进差分法主要通过联合旁轴网格节点和传统轴向节点来共同完成偏导数近似,进一步结合平面波理论和泰勒级数展开求取改进模板中的高阶差分系数。数值精度分析表明,改进差分方案相较于传统方法具有更高的数值精度和稳定性。多个模型算例表明,在相同参数条件下,改进差分方法在兼顾空间模拟精度的前提下能够提高时间模拟精度。此外,改进模板沿不同空间方向可以选用不同的网格步长,有效增加了波场模拟的灵活性,能够为后续的地震成像和反演提供有效波场延拓工具。 展开更多
关键词 地震波动方程 正演模拟 高阶有限差分 矩形/长方体网格 差分系数
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