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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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VTI介质修正声学近似qP波波动方程与模拟 被引量:1
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作者 梁锴 陈浩然 孙上饶 《山东科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第1期53-60,共8页
各向异性介质中纵横波通常耦合在一起传播,纵横波解耦是地震波传播理论研究的重要内容。经典的声学近似通过设置垂向qSV波速度V_(S0)为0来解耦qP波场,但是存在退化qSV波等问题。本研究将垂向qSV波速度V_(S0)考虑成波数k_(x)、k_(z)和各... 各向异性介质中纵横波通常耦合在一起传播,纵横波解耦是地震波传播理论研究的重要内容。经典的声学近似通过设置垂向qSV波速度V_(S0)为0来解耦qP波场,但是存在退化qSV波等问题。本研究将垂向qSV波速度V_(S0)考虑成波数k_(x)、k_(z)和各向异性参数ε、δ的函数,对声学近似进行修正,推导了VTI介质修正声学近似qP波频散关系和波动方程。VTI介质修正声学近似qP波波动方程包含椭圆项和非椭圆项两部分,因此采用混合有限差分/伪谱算法进行求解,即采用有限差分法求解椭圆项、伪谱法求解非椭圆项。频散关系分析和数值示例表明,基于修正声学近似的qP波波动方程不包含退化qSV波,是纯qP波方程,与弹性波方程模拟结果吻合较好,且具有较高精度;该方程在ε≥δ和ε<δ的VTI介质中均是稳定的,并且精度高于声学近似模拟结果。 展开更多
关键词 修正声学近似 波动方程 纯qP波 混合有限差分/伪谱法 VTI介质
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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
3
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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一种高超声速飞行器雷达测角误差的分析方法
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作者 杨博 刘超凡 +2 位作者 于贺 魏翔 樊子辰 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期3666-3676,共11页
雷达回波穿过大气、飞行器外流场、天线罩后产生的波前畸变对主动雷达单脉冲测角误差有着重要影响。基于此,分析了湍流结构引起的折射率梯度对于波前畸变影响及网格分辨率对波动方程弱形式数值求解精度,提出电磁波动方程弱形式“显式”... 雷达回波穿过大气、飞行器外流场、天线罩后产生的波前畸变对主动雷达单脉冲测角误差有着重要影响。基于此,分析了湍流结构引起的折射率梯度对于波前畸变影响及网格分辨率对波动方程弱形式数值求解精度,提出电磁波动方程弱形式“显式”梯度项修正及涡球模型补充密度场小尺度结构的“梯度重构”方法,通过有限元方法进行了计算机数值仿真。仿真结果表明:雷达测角误差的重要原因之一是小尺度湍流造成的电场畸变,并且随着涡结构尺度减小、波长变长,电场畸变加强,测角误差加大。 展开更多
关键词 雷达测角 高超声速飞行器 电磁波动方程 弱形式 有限元方法
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完全匹配层在矩阵式波动方程SBP-SAT方法应用
5
作者 孙铖 杨在林 +1 位作者 蒋关希曦 刘泰玉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第13期53-60,共8页
数值离散方法和截断边界效果是地震动模拟实现的关键。基于分部求和(summation-by-parts,SBP)和一致逼近(simultaneous approximation term,SAT)的SBP-SAT方法具有较高的稳定性,这使得该方法具备了较高的应用前景和价值。此外,完全匹配... 数值离散方法和截断边界效果是地震动模拟实现的关键。基于分部求和(summation-by-parts,SBP)和一致逼近(simultaneous approximation term,SAT)的SBP-SAT方法具有较高的稳定性,这使得该方法具备了较高的应用前景和价值。此外,完全匹配层(perfect matching layer,PML)是一种应用广泛用于模拟截断边界的技术,但引入匹配层可能会破坏原始方程的稳定性,特别是在各向异性介质或曲线域模型中。首先基于数理推导,给出弹性波动方程系数矩阵的对称形式。在此基础上,引入多轴完全匹配层(multi-axis perfect matching layer,MPML),并建立相应的匹配层方程。通过本征值分析,我们可以判断阻尼函数对原方程特征根实部的走向和取值范围的影响。然后,我们采用SBP-SAT方法对矩阵对称形式匹配层方程进行离散,并在频域中采用能量法进行稳定性评估。通过对不同模型的数值仿真,表明所提出的离散框架具有整合度高、稳定性好和拓展性强等特点。此外,多轴匹配层可以与SBP-SAT方法结合,可以稳定地模拟曲线域中的波传播。 展开更多
关键词 弹性波动方程 对称矩阵形式 高阶有限差分方法 分部求和-一致逼近(SBP-SAT) 多轴完全匹配层(MPML) 稳定性
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具有端点质量的一维波动方程半离散格式的一致指数稳定性
6
作者 赵希 郭宝珠 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期950-956,共7页
无穷维系统主要由偏微分方程描述,可是大部分用偏微分方程描述的控制系统,无论是单纯的数值实验还是需要应用到实际的问题中去,都需要对方程进行有限数值离散.本文考虑了端点带有质量的波动方程在边界反馈控制下半离散格式的一致指数稳... 无穷维系统主要由偏微分方程描述,可是大部分用偏微分方程描述的控制系统,无论是单纯的数值实验还是需要应用到实际的问题中去,都需要对方程进行有限数值离散.本文考虑了端点带有质量的波动方程在边界反馈控制下半离散格式的一致指数稳定性.首先,原闭环系统通过降阶法变成低阶的等价系统,通过一种间接Lyapunov函数方法证明了降阶等价的连续系统是一致指数稳定的.其次,对等价系统空间变量离散得到半离散的差分格式.平行于连续系统,间接Lyapunov函数方法证明了半离散系统的一致指数稳定性.数值实验证明了基于降阶法的一致指数稳定性和经典半离散格式的非一致指数稳定性. 展开更多
关键词 波动方程 端点质量 有限差分方法 一致指数稳定
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阶跃初值条件解的完全分类:流体力学中广义Gardner方程的分析与数值验证
7
作者 张岩 郝惠琴 郭睿 《数学物理学报(A辑)》 CSCD 北大核心 2024年第5期1242-1282,共41页
该文中,通过Whitham调制理论研究了广义Gardner方程的初始不连续性的演化,该方程可以描述地形上分层流体的跨临界流动.首先,通过雅可比椭圆函数表示的周期波推导出不同极限情况下的线性谐波,孤子和非线性三角波.随后通过有限间隙积分方... 该文中,通过Whitham调制理论研究了广义Gardner方程的初始不连续性的演化,该方程可以描述地形上分层流体的跨临界流动.首先,通过雅可比椭圆函数表示的周期波推导出不同极限情况下的线性谐波,孤子和非线性三角波.随后通过有限间隙积分方法得到了基于黎曼不变量的Whitham特征速度与调制系统.由于广义Gardner方程的调制系统既不是严格的椭圆型也不是严格的双曲型,这使得与KdV方程相比,不同区域当中的动力学演化行为更加多样化.此外,对正负三次非线性项情况下的所有波结构进行了完整的分类,包括色散冲击波,稀疏波,三角冲击波,扭结及其组合波结构,并通过数值模拟验证了结果的正确性.最后分析了一定条件下线性项和非线性项的系数对阶跃初值问题的影响. 展开更多
关键词 广义Gardner方程 有限间隙积分方法 黎曼不变量 Whitham调制理论 初始不连续 色散冲击波
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潜礁上孤立波传播的数值模拟 被引量:18
8
作者 房克照 刘忠波 +2 位作者 唐军 邹志利 尹继伟 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期295-300,共6页
为模拟孤立波在潜礁地形上的传播,建立了基于高阶Boussinesq水波方程的波浪传播数学模型。控制方程采用有限差分方法和有限体积方法混合求解。方程中的对流项用有限体积方法离散,结合HLL黎曼解和二阶TVD-WAF格式求解界面通量,控制单元... 为模拟孤立波在潜礁地形上的传播,建立了基于高阶Boussinesq水波方程的波浪传播数学模型。控制方程采用有限差分方法和有限体积方法混合求解。方程中的对流项用有限体积方法离散,结合HLL黎曼解和二阶TVD-WAF格式求解界面通量,控制单元边界左右变量采用四阶状态插值方法(MUSCL)构筑。方程中其余项则利用传统差分格式近似。通过引入考虑干湿边界的修正黎曼解和波浪破碎指标,实现了对海岸动边界和波浪破碎的处理。应用解析解验证模型并进一步模拟了孤立波在潜礁地形上传播变形,结果表明所建立模型较基于有限差分方法的模型具有巨大优势,适用于潜礁环境下波浪的数值模拟研究,同时也为求解其他类Boussinesq方程提供了参考。 展开更多
关键词 BOUSSINESQ 水波方程 孤立波 有限体积 有限差分 潜礁
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基于电场矢量波动方程的三维可控源电磁法有限单元法数值模拟 被引量:30
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作者 张继锋 汤井田 +3 位作者 喻言 王烨 刘长生 肖晓 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期3132-3141,共10页
从可控源电磁法的基本原理出发,推导了基于电场矢量波动方程的三维边值问题,利用广义变分原理,把边值问题转换为变分问题,并引入散度条件,避免了伪解的出现,使有限元计算在理论上更加完备.在准静态近似条件下,把水平电偶极子在空中和大... 从可控源电磁法的基本原理出发,推导了基于电场矢量波动方程的三维边值问题,利用广义变分原理,把边值问题转换为变分问题,并引入散度条件,避免了伪解的出现,使有限元计算在理论上更加完备.在准静态近似条件下,把水平电偶极子在空中和大地的远区电场闭合表达式作为有限元计算中的区域外边界条件,解决了边界条件加载的困难;把应用于地震模拟中的伪delta函数引入到可控源电磁法中的三维有限元模拟中,消除了源点的奇异性,提高了方程组的稳定性.通过对均匀大地和层状介质模型的模拟,检验了程序的正确性,并对典型的地质体模型进行了数值模拟,分析了其变化规律. 展开更多
关键词 可控源电磁法 有限元单元法 数值模拟 矢量波动方程
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基于Biot-Squirt方程的波场模拟 被引量:48
10
作者 杨宽德 杨顶辉 王书强 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期853-861,共9页
Biot流动和喷射流动是含流体多孔隙介质中流体流动的两种重要力学机制 ,对地震波和声波的传播均产生重要影响 .Dvorkin和Nur提出了同时包含Biot流动和喷射流动力学机制的统一的BISQ(Biot Squirt)模型 ,基于这一模型 ,尽管有关弹性波在... Biot流动和喷射流动是含流体多孔隙介质中流体流动的两种重要力学机制 ,对地震波和声波的传播均产生重要影响 .Dvorkin和Nur提出了同时包含Biot流动和喷射流动力学机制的统一的BISQ(Biot Squirt)模型 ,基于这一模型 ,尽管有关弹性波在多孔隙介质中的衰减和频散问题已被广泛研究 ,然而 ,基于BISQ波传播方程的波场数值模拟至今仍未见报道 .本文从同时包含两种力学机制的孔隙弹性波方程出发 ,利用FCT有限差分法对含流体孔隙各向同性介质中的地震波和声波进行了数值模拟 ,并与基于Biot流动的Biot理论之模拟结果进行比较 .数值模拟结果表明 :同时包含Biot流动和喷射流动影响的地震波和声波速度比仅包含Biot流动作用的地震波和声波速度慢 ,慢P波的衰减比根据Biot理论模拟的慢P波衰减更强 . 展开更多
关键词 波场模拟 地震记录 FCT有限差分法 地震波 弹性波 Biot-Squirt方程
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各向异性介质中波动方程有限元法模拟及其稳定性 被引量:22
11
作者 周辉 徐世浙 +1 位作者 刘斌 何樵登 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1997年第6期833-841,共9页
利用六面体单元和三线性插值函数,推导出在任意弹性各向异性介质中三维三分量波动方程所满足的有限元方程.给出用时域有限差分求解该有限元方程时,时间、空间采样率和弹性参数应满足的稳定性条件.提出避免每一时间步都求解一大型线... 利用六面体单元和三线性插值函数,推导出在任意弹性各向异性介质中三维三分量波动方程所满足的有限元方程.给出用时域有限差分求解该有限元方程时,时间、空间采样率和弹性参数应满足的稳定性条件.提出避免每一时间步都求解一大型线性代数方程组的方法.在开始求波场前,先求质量矩阵的逆的因子形式,以后每时间步只需作刚度矩阵的逆的因子形式与向量的乘积运算,可大大提高有限元素法在微机上进行波动方程数值模拟的运算速度.结合两个数值模拟算例,说明该方法的可行性,并与伪谱法作了计算速度的比较,有限元法的计算速度高于伪谱法的计算速度. 展开更多
关键词 各向异性介质 波动方程 有限元 稳定性 地震勘探
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三角网格有限元法声波与弹性波模拟频散分析 被引量:17
12
作者 刘少林 李小凡 +2 位作者 刘有山 朱童 张美根 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期2620-2630,共11页
本文对声波与弹性波方程进行有限元法离散,构造有限元法频散关系的一般特征值问题,分析了时间离散格式为中心差分的三角网格有限元法声波与弹性波模拟的频散特性.比较了三种质量矩阵即分布式质量矩阵、集中质量矩阵和混合质量矩阵对有... 本文对声波与弹性波方程进行有限元法离散,构造有限元法频散关系的一般特征值问题,分析了时间离散格式为中心差分的三角网格有限元法声波与弹性波模拟的频散特性.比较了三种质量矩阵即分布式质量矩阵、集中质量矩阵和混合质量矩阵对有限元法频散的影响;选取四种典型三角网格,分析了混合质量矩阵有限元(MFEM)频散的方向各向异性;数值频散、方向各向异性随插值阶数的增加逐渐减弱,当空间为三阶插值时,频散主要表现为随采样率的变化而几乎无明显方向各向异性,其频散幅值也较小.控制其他影响因素不变的情况下,研究了不同波速比介质中弹性波的数值频散.最后给出了三角网格MFEM的数值耗散性. 展开更多
关键词 有限元法 数值频散 三角网格 声波方程 弹性波方程
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地震槽波的数学-物理模拟初探 被引量:19
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作者 皮娇龙 滕吉文 刘有山 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期2481-2493,共13页
针对地震槽波在低速层的传播特性,开展了煤层内地震槽波勘探的数值模拟和物理模拟研究的初探工作.在数值模拟研究方面,采用交错网格有限差分法对煤层中的地震槽波进行三分量全波场模拟.基于波场快照和人工合成地震记录研究了不同模型中... 针对地震槽波在低速层的传播特性,开展了煤层内地震槽波勘探的数值模拟和物理模拟研究的初探工作.在数值模拟研究方面,采用交错网格有限差分法对煤层中的地震槽波进行三分量全波场模拟.基于波场快照和人工合成地震记录研究了不同模型中的波场特征和各种波型的传播规律.在物理模拟方面,通过选用不同配比的环氧树脂和硅橡胶类材料构建地震槽波物理模型,利用透射法和反射法观测系统获得了清晰的地震槽波记录以研究槽波的地震学特征.研究表明,在煤层内槽波的地震波场中,Love型槽波的能量小于Rayleigh型槽波的SV分量,大于Rayleigh型槽波的SH分量.相对于Love型槽波和Rayleigh型槽波的SH分量,Rayleigh型槽波的SV分量在围岩中的泄露能量较强.在煤层界面附近的围岩中,地震波仍以槽波形式传播,随着距离的增加能量逐渐衰减.随着煤层变薄,煤层槽波主频向高频方向移动,频散现象增强,传播速度增大. 展开更多
关键词 Rayleigh型槽波 Love型槽波 交错网格有限差分法 数值模拟 物理模拟
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探地雷达的正演模拟及有限差分波动方程偏移处理 被引量:28
14
作者 冯德山 戴前伟 何继善 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期361-365,共5页
利用麦克斯韦方程和有限差分法,推导出雷达波的二维有限差分正演方程组,并运用该正演方程对“V”字形地电模型和同一斜面上的5个圆的地电模型进行正演合成,得到其相应的正演合成剖面;把该正演合成的剖面与实际模型相比,得出正演合成图... 利用麦克斯韦方程和有限差分法,推导出雷达波的二维有限差分正演方程组,并运用该正演方程对“V”字形地电模型和同一斜面上的5个圆的地电模型进行正演合成,得到其相应的正演合成剖面;把该正演合成的剖面与实际模型相比,得出正演合成图与实际模型的示意图在形状上有一定的差别,这是剖面中异常点处的绕射波所致;为了提高雷达资料的解释精度,对正演合成的雷达剖面进行后处理,运用雷达上行波反向外推有限差分偏移法,对2个正演合成的雷达剖面进行偏移处理,通过对比偏移处理前后的雷达正演剖面,采用有限差分偏移法能使雷达正演剖面中的反射波归位,绕射波收敛,从而大大提高了雷达正演剖面的分辨率,有利于探地雷达剖面的地质解释和验证偏移方法的有效性。 展开更多
关键词 探地雷达 正演模拟 有限差分法 波动方程 偏移
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波动方程FDTD算法的PML吸收边界条件的实现与验证 被引量:14
15
作者 孔繁敏 李康 +1 位作者 刘新 郭毅峰 《微波学报》 CSCD 北大核心 2004年第1期1-5,共5页
实现了波动方程FDTD算法的PML吸收边界条件 (WE PML) ,并进行了数值验证。从结果可以看出 ,WE PML的性能与Berenger PML非常接近 ,优于Mur二阶近似吸收边界条件。同时 ,对PML媒质参数进行了优化 ,结果表明 :WE PML的性能主要是由PML的... 实现了波动方程FDTD算法的PML吸收边界条件 (WE PML) ,并进行了数值验证。从结果可以看出 ,WE PML的性能与Berenger PML非常接近 ,优于Mur二阶近似吸收边界条件。同时 ,对PML媒质参数进行了优化 ,结果表明 :WE PML的性能主要是由PML的层数、垂直入射时的理论反射系数决定的 ,WE 展开更多
关键词 波动方程 FDTD PML 吸收边界条件 理想匹配层 时域有限差分法 电磁场
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多向不规则波绕射的数值模拟 被引量:12
16
作者 柳淑学 俞聿修 +2 位作者 赖国璋 李毓湘 韦永康 《海洋工程》 CSCD 2000年第3期39-45,共7页
采用有限元求解 Boussinesq方程数值计算模型 ,对单突堤和双突堤的波浪绕射进行了数值模拟 ,并与物模试验进行对比验证。模拟结果表明入射波浪的方向分布对波浪的绕射具有明显的影响 ,使防波堤后的波浪增大 ,开阔区域的波浪减小 ,波浪... 采用有限元求解 Boussinesq方程数值计算模型 ,对单突堤和双突堤的波浪绕射进行了数值模拟 ,并与物模试验进行对比验证。模拟结果表明入射波浪的方向分布对波浪的绕射具有明显的影响 ,使防波堤后的波浪增大 ,开阔区域的波浪减小 ,波浪的方向分布对港内波浪的分布具有一定的均化作用。 展开更多
关键词 多向不规则波 数值模拟 有限元法 波浪绕射
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声波方程数值模拟矩形网格有限差分系数确定法 被引量:8
17
作者 梁文全 王彦飞 杨长春 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期56-62,共7页
压制数值频散是有限差分方法的关键问题之一。目前压制数值频散的方法大多假设不同方向空间偏导数的空间步长相同,导致算法精度低,计算效率低。为此,提出使用线性方法压制声波方程矩形网格有限差分算子的数值频散,并进行了稳定性分析、... 压制数值频散是有限差分方法的关键问题之一。目前压制数值频散的方法大多假设不同方向空间偏导数的空间步长相同,导致算法精度低,计算效率低。为此,提出使用线性方法压制声波方程矩形网格有限差分算子的数值频散,并进行了稳定性分析、频散分析和数值模拟。通过频散分析和数值模拟,验证了本文方法能够有效压制矩形网格有限差分数值频散,相较于泰勒展开方法和最小二乘方法,线性方法计算有限差分系数的效率更高,可以替代传统的正方形有限差分网格和相应的系数用于声波方程数值延拓。 展开更多
关键词 声波模拟 时间—空间域 有限差分格式 矩形网格 数值频散
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蒸汽喷射真空泵性能的CFD模拟研究 被引量:26
18
作者 徐海涛 桑芝富 +2 位作者 顾斌 柴宁 徐卫东 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期22-29,共8页
采用有限体积法离散控制方程,标准 k-ε湍流模型,近壁面处使用壁面函数修正的方法对蒸汽喷射真空泵的超音速混合过程进行数值模拟。计算并分析了第二喉管与工作蒸汽喷嘴喉管面积比、喷嘴出口截面与混合段入口截面间的距离及混合段的锥... 采用有限体积法离散控制方程,标准 k-ε湍流模型,近壁面处使用壁面函数修正的方法对蒸汽喷射真空泵的超音速混合过程进行数值模拟。计算并分析了第二喉管与工作蒸汽喷嘴喉管面积比、喷嘴出口截面与混合段入口截面间的距离及混合段的锥度等结构参数及工作蒸汽的压力和温度、引射流体及混合流体压力等热力参数对真空泵操作性能的影响。数值计算结果表明,几何参数的改变极大地影响着波系结构,在一定的设计工况下,总存在一个最佳的面积比及一个最优的相对位置对应于最大的喷射系数,其在物理上的表现形式为通过工作蒸汽喷嘴所产生的激波系刚好能够通过第二喉管。混合段的锥度在一定范围内对真空泵的性能无显著影响,等压混合理论较等面积混合理论具更优的操作性能。根据喷射泵内的物理现象及喷射系数的变化规律将蒸汽喷射真空泵的操作状态分为临界状态、亚临界状态和回流状态三类,同时指出临界点为最佳工作点。 展开更多
关键词 蒸汽喷射真空泵 计算流体动力学(CFD):喷射器:激波 结构参数 热力参数 操作性能
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频率多尺度全波形速度反演 被引量:30
19
作者 张文生 罗嘉 滕吉文 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期216-228,共13页
以二维声波方程为模型,在时间域深入研究了全波形速度反演.全波形反演要解一个非线性的最小二乘问题,是一个极小化模拟数据与已知数据之间残量的过程.针对全波形反演易陷入局部极值的困难,本文提出了基于不同尺度的频率数据的"逐... 以二维声波方程为模型,在时间域深入研究了全波形速度反演.全波形反演要解一个非线性的最小二乘问题,是一个极小化模拟数据与已知数据之间残量的过程.针对全波形反演易陷入局部极值的困难,本文提出了基于不同尺度的频率数据的"逐级反演"策略,即先基于低频尺度的波场信息进行反演,得出一个合理的初始模型,然后再利用其他不同尺度频率的波场进行反演,并且用前一尺度的迭代反演结果作为下一尺度反演的初始模型,这样逐级进行反演.文中详细阐述和推导了理论方法及公式,包括有限差分正演模拟、速度模型修正、梯度计算和算法描述,并以Marmousi复杂构造模型为例,进行了MPI并行全波形反演数值计算,得到了较好的反演结果,验证了方法的有效性和稳健性. 展开更多
关键词 声波方程 频率多尺度 时间域 全波形反演 速度 BFGS MARMOUSI模型 有限差分法 MPI并行
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冲击载荷作用下DWX型单体液压支柱内压分析 被引量:9
20
作者 陈世其 李炳文 +1 位作者 赵继云 王忠民 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期699-702,共4页
建立了DWX型单体液压支柱在冲击载荷作用下的动力学模型,利用Hamilton原理导出其波动方程,然后采用有限差分法进行求解,得出了支柱内液体压力的变化规律及其各种影响因素.分析表明:安全阀安装的最佳位置应该在支柱的上端;冲击会引起支... 建立了DWX型单体液压支柱在冲击载荷作用下的动力学模型,利用Hamilton原理导出其波动方程,然后采用有限差分法进行求解,得出了支柱内液体压力的变化规律及其各种影响因素.分析表明:安全阀安装的最佳位置应该在支柱的上端;冲击会引起支柱内压迅速升高,要求安全阀的响应速度要快;活柱体的充分伸出,有利于提高支柱的抗冲击性. 展开更多
关键词 DWX型单体液压支柱 冲击载荷 波动方程 有限差分法
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