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分别采用四阶精度和六阶精度的中心差分格式,限定扰动(振幅)的取值在10-3m以内,进行了一维固体中非线性纵波传播的数值模拟,并通过两种格式对比性研究来保证差分格式的稳定性和收敛性.讨论了边界所输入正弦波的振幅、频率及介质非线性系数对非线性波的影响.模拟结果与位于生存周期之内近似解析解相符,并证实非线性波在传播过程中会发生波形畸变、产生倍频效应及谐波能量积累,而且这些非线性波动特征随输入振幅、频率和介质非线性系数(绝对值)的增大而增强. 相似文献
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为了探讨动力学计算仿真在地学中应用的可行性 ,我们已经采用非线性动态有限元 ( Non-linear Dynamical FEM)方法作了一系列的初步研究。在关于波的遍历特性的研究中 ,提出用波的遍历特性来概括非线性动力系统例如地壳块体的复杂性 [1- 2 ] ,并从这个认识出发 ,用动力学仿真方法研究了在这种混沌性脉冲响应系统中的 L ame波及其时间反转过程 ,还研究了三维非均匀、有内部界面的岩石介质的时间反转效应。通过预研认为 ,运用时间反转原理 [3 ]在大尺度的地壳块体中实现波能量在空间的聚焦和时间上集中具有可信的物理依据 [4 ] 。地壳中波的… 相似文献
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基于中高层大气重力波动力学是由非线性过程和损耗过程共同决定的物理思想,本文采用弱非线性相互作用近似,推导出损耗大气中重力波的非线性相互作用方程.这组方程是研究固定相位和随机相位重力波相互作用问题的出发点.通过引入平均振幅,我们得到了损耗情况下离散重力波的三波相互作用方程,该方程描述了重力波波包非线性时空演变的规律.作为该方程的一个具体应用,我们考虑了由于波-波相互作用产生的不稳定性.当一大尺度大振幅的主重力波通过大气传播时,非线性相互作用可能导致两个次级波振幅随时间指数增长.由于分子损耗和频率失配,主波的振幅必须大于一个阈值,这种指数增长才可能出现.共振条件满足时,阈值变为最小.频率失配还会导致次级波本征频率发生改变,改变的大小是频率失配值的一半. 相似文献
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本文从能源问题与勘探问题的密切关系出发,提出进行深入的非线性波研究的必要性——进一步提供可靠而详实的地质资料,以解决实际地质问题.说明了非线性科学与非线性波动的关系和特点,非线性波动是非线性科学的一个重要的分支,而地球本身的特点也决定了非线性科学是解决地质问题的重要基础.回顾了波动理论的研究历程及当今国内外非线性研究的进展情况.通过上述认识,提出了非线性波动问题中能量的重要性,然后分别从震源与冲击波的形成,界面处的能量分配,介质中能量的衰减,波的相互作用四个方面讨论了非线性波的能量问题.通过对能量问题的讨论,进一步讨论了影响非线性波能量的因素.从能量的角度出发,探讨了以后进行固体中非线性波研究的重点.最后对非线性波在地学应用中的可能性进行了探讨. 相似文献
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随着实际勘探工作的深入,面向特定地质目标的精细地震波照明分析变得越来越受到关注.目前的照明研究主要基于各向同性假设,而地下介质往往表现出不同强度的各向异性,各向同性波动方程及射线两种照明方法无法真正描述地下介质地震波的传播特征及能量分布.针对各向异性介质波动方程面向目标的照明问题,本文研究了单一介质及复杂断块TTI介质纯p波双程波动方程照明特征,分析了各向异性对照明强度的影响因素.基于纯p波双程波动方程TTI介质照明解决了射线照明存在盲区、实际地下介质存在各向异性、耦合弹性波存在s波干扰及计算代价高等问题.对照明能量进行角度域分解,可以定量分析其不同角度范围的照明能量强度,实现面向地质目标的角度域定向照明. 相似文献
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利用二维全隐欧拉格式对重力波在可压、非等温大气中的非线性传播过程进行了数值模拟和分析.分析结果表明,从对流层顶激发的重力波能稳定地经平流层传到中层顶,从而将能量和动量从一个区域带到另一个区域;在向上传播过程中,重力波经历了发展、位温翻转、对流直至最终破碎的演变;重力波的破碎是对流和小尺度波动的重要的源,对流不稳定和翻转是非线性现象的一个基本特征.计算还显示,扰动源的大小直接影响着重力波的非线性传播过程,当扰动源足够小时,重力波能稳定传播,而大振幅扰动可以加速重力波的破碎. 相似文献
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平面波分解法是研究地震波场简捷有效的方法,各种复杂的波场可用平面波合成的方法得到.文中采用平面波方法研究非均匀各向异性介质中的弹性波.对时空域非均匀各向异性介质波动方程,运用f-k变换,可得到频率空间域波动方程(Christoffel方程).利用非均匀各向异性介质中,弹性参数及其空间变化率与Christoffel矩阵元素关系,提出非均匀各向异性介质Christoffel矩阵方程的求解方法,并运用于非均匀TIV介质和非均匀EDA介质.在连续介质条件下,当波沿速度增加方向传播时,振幅的方向导数小于零,即振幅衰减;当波沿速度减小方向传播时,振幅的方向导数大于零,即振幅增强.波的振幅强度是传播方向的函数(各向同性条件下也是如此),但并不总是衰减.若只研究波沿速度增加方向传播的情况即得出波在连续介质中传播振幅衰减的结论是不全面的. 相似文献