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三维地层网格剖分方法与应用 总被引：2，自引：1，他引：1
针对三维地层表示中散乱点的三角化问题,提出了一种新的剖分算法——环形三角剖分算法．该算法首先在散乱点中心构造初始三角形,并将其3条边作为初始环形路径;然后对环形路径上的每条线段,都在其外围寻找与两端点所成夹角最大的点构造新三角形,并将其纳入环形路径,从而使环形路径不断向外围扩展;重复此扩展过程直到所有散乱点都处于路径范围内．对上述剖分中遗漏的小块区域形成的“空洞”,利用简单多边形的三角剖分方法实现三角化．此算法时问复杂性介于O(n)与O(n^2)之间,其效率体现在：只搜索外围散乱点,减少了夹角计算过程;只对已扩展点进行“空洞”判断,节省了处理时间．将此环形三角剖分算法应用于广东省东深供水改造工程的三维地层构造与分析中,取得了,良好的剖分效果和执行效率,对地层的任意剖切和开挖分析均具有良好的支持． 相似文献
2.
提出了一种由平面三角网格自动生成三维空间四面体单元网格的方法,其基本思路是将含水层平面分成三角形单元网格,将每个三角形沿垂直方向对应一个三棱柱,作为最初的三棱柱;依次将每个三棱柱按照潜水面位置和分层信息划分成不同数目的四面体,从而生成三维空间四面体单元网格。剖分结果表明,此方法综合考虑了潜水面的位置和各含水层顶底板的起伏情况,能够简洁地生成层面起伏的空间四面体网格,特别适用于刻画潜水面波动、含水层顶底板起伏和存在透镜体或岩性缺失等含水层结构复杂的情况下,自动地剖分并生成单元信息,为三维计算的实现奠定了基础。 相似文献
3.
数据网格化是三维地质建模的常用方法。断层是普遍的地质现象,带断层的海量数据三角剖分在建模中较为复杂。提出了一种简单的可以解决带断层地震数据Delaunay三角剖分的有效算法。该算法首先对数据边界进行初始Delaunay三角剖分,然后将其变尺度加密,生成较均匀三角网,最后将断层边界强行嵌入三角网,实现了三角网格化。 相似文献
4.
本文用三维有限元素法对三侧向测井曲线做了正演计算,对空间有限单元以正三棱柱(在柱面坐标系下)剖分。线性方程组的系数矩阵用一维紧缩存储,并用分块三角分解法求解方程。针对青海省热水矿区柴达尔井田急倾斜(倾角在50—80度)、贫瘦煤且煤层是高阻的特征,计算了两种层厚十六条测井响应曲线。从计算结果可以看到不同地层倾角条件下三侧向测井曲线的差异,从而掌握了倾角对三侧向测井曲线的影响。 相似文献
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基于TIN的三维地层建模及可视化技术研究 总被引：4，自引：1，他引：3
基于多层格网模型的表面建模方法,以及以此为基础形成的类三棱柱体元建模方法,要产生大量冗余的三角形面片或者细长的三棱柱单元,既不利于三维模型的快速浏览,也不能满足数值计算单元剖分的原则。采用TIN（不规则三角网）来表达地层面模型可以消除数据冗余。根据数据源的特点,实现了直接通过逐点插入法构造TIN模型,或者先通过Kriging插值法构造格网模型,再转化为TIN模型,以及利用等高线数据构造TIN模型。对TIN的裁剪算法进行了探讨,实现了地层面裁剪和断层的三维建模技术。借助可视化开发类库VTK,实现了三维地层模型的多种可视化表达方法。根据龙滩水电工程地质勘查情况,建立了坝址区域的三维地层模型。 相似文献
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三维地形大地电磁场的边界元模拟方法 总被引：1，自引：0，他引：1
提出了一种用边界元法计算大地电磁场三维地形影响的数值模拟方法.首先用矢量积分理论和电磁场边界条件, 将上半空间(空气)和下半空间(地下介质)两个区域电磁场边值问题变为仅对地形界面的两个矢量面积分方程, 其中一个计算磁场, 称磁场方程; 另一个计算电场, 称电场方程.然后将对地形界面的积分剖分为一系列的三角单元积分.在三角单元积分中, 假设单元中电磁场为水平均匀大地空间电磁场与地形影响的迭加, 并假设地形影响为常项, 这样既保证了计算精度又使得计算方法简便.通过分解和计算, 每一个矢量面积分方程分解为对应3个坐标方向的3个常量线性方程, 这些线性方程组成了对角占优的线性方程组, 可用SSOR方法求解.文中给出了2个三维地形上大地电磁视电阻率曲线的计算结果. 相似文献
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针对数值流形方法特有的覆盖剖分方式,提出了一种模拟岩土工程中开挖过程的算法。该算法采取某种措施,在覆盖剖分过程中将开挖面视为特殊的不连续面,这种不连续面将其所在的数学网格剖分成不同的流形单元,但却不对所在的数学覆盖作剖分。这样,开挖面两侧虽分属不同的流形单元,但开挖面两侧同一数学网格内的流形单元却具有相同的物理覆盖。采用该算法,无需对开挖面处的单元进行特殊处理,可在整个分析域采用统一的网格形式;同时,打破了原有数值流形方法的限制,将开挖面的位置完全当作连续介质来处理,避免了因将其视为不连续面而产生的误差。验证了算法的可靠性后,将其应用于某假想隧道的开挖模拟,计算结果表明该算法具有一定的应用前景。 相似文献
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含不完全切断的逆断层叠覆区地层界面三角剖分是困扰三维地质建模的一大难题。提出一种针对煤层底板等高线数据的逆断层叠覆区全自动三角剖分方法。该方法以叠覆区外包围环与断煤交线在局部区域内分割叠覆区为主要思想,首先利用上、下盘断煤交线进行等距离外扩在每个叠覆区外围生成一个包围环;借助外包围环将地层界面切割成有若干内洞的母体区域和若干由外包围环包围的逆断层叠覆区;然后延长叠覆区断煤交线两端点连接线并交于外包围环,使得逆断层叠覆区分割为单连通的上、下盘区,对上、下盘区和母体区分别进行常规Delaunay三角剖分后再拼接在一起;最后,移除叠覆区外包围环及所有与其有拓扑关系的三角网格,并在局部范围内重构三角网,最终实现含逆断层叠覆区的地层界面的三角剖分。经过实际数据检验证明,该方法能够实现不完全切断的逆断层叠覆区的全自动三角剖分。 相似文献
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《岩土力学》2017,(1):221-228
基于开源地理信息系统(GRASS GIS),建立三维极限平衡Hovland模型,研究了边坡稳定性计算方法。采用空间平面投影方法对椭球滑动面中各组成单元面积计算方法进行改进,提高了计算效率。考虑边坡主滑方向与各单元倾向之间的关系,给出了能反映正负变化的滑动面各单元安全系数表达式。通过引入约束Delaunay三角形剖分方法与网格优化算法来生成滑面不规则三角形格网(简称TIN)模型,弥补了Grid模型在滑动面边界准确表达方面的不足。相比Grid模型,在相同网格分辨率条件下,TIN滑动面获得的边坡整体安全系数更加接近正确解,能够有效提升计算精度。通过考题与工程实例,对所提方法与程序模块的正确性进行了验证。结果表明,通过分析滑动面上各单元的安全系数,可以进一步划分不稳定区域与阻滑区,能够为滑坡治理措施的制定提供重要参考。 相似文献
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在三维非恒定渗流有限元计算中,不可避免地需计算自由面上的边界积分项。建议一种高精度数值积分的方法求取自由面边界积分项。其基本思路是,基于8节点空间等参单元,根据压力为零的边界条件确定自由面满足的曲面方程,将自由面边界积分转化为ξη平面上的二重积分;然后再计算自由面与三维等参单元的交点,将交点投影到局部坐标平面ξη上,并根据点与线的相对关系,确定投影点所围成的局部坐标积分区域;再将总积分区域划分成若干个三角形子区域,并利用变步长Simpson方法计算各三角形子区域上的二重积分,从而实现了高精度的自由面边界积分。该方法避免了单元中自由面为平面的假设,可提高计算精度,特别对于单元内自由面变化剧烈情况,更为显著。将该方法应用于砂槽模型和土坝的渗流分析中,计算结果与实际情况较为接近。 相似文献
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Yu. V. Pyatakov V. I. Isaev V. I. Starostenko 《Russian Journal of Pacific Geology》2016,10(6):408-416
The task of 3-D modeling of the thermal field of a sedimentary basin during sedimentation is considered. The aim of the modeling is to determine the temperature at any point of the basin at a given moment of geological time. The mathematical model is based on a system of equations of thermal conductivity for a heterogeneous layered medium with dynamic boundaries. The conditions of the continuous temperature and thermal flow are given at the boundaries of the adjacent layers. The temperature values, which are determined by the values of the secular course of the earth temperature, are given at the upper boundary coinciding with the sedimentation surface. The thermal flow value is considered to be given at the lower boundary. The medium is approximated using a vertical triangle prism, which is accepted in algorithms of interpretation of the gravitation field and characterized by random upper and lower basements and given values of the thermal physical parameters. The equations of thermal conductivity are solved on the basis of potential theory. The precision of this algorithm is demonstrated by calculation of a test example. The thermal evolution of the sedimentary complexes and dynamics of the major zone of oil formation are reconstructed and possible errors of paleotemperature interpretations caused by ignored 3-D modeling medium are determined on the example of the sedimentary basin of the Lunskaya depression of Sakhalin. 相似文献
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Automatic triangulation of scattered locations permits analysis of local variation in a dependent variable through calculation of a roughness index. This is approached by treating triangles of the triangulation (including the dependent variable) as vectorial structures, and accumulating at each data point the vector sum of the cluster of triangles surrounding it. The roughness index is defined as the complement of the ratio of the area of a triangle cluster to the area of component triangles as projected onto a gradient plane defined by their vector sum. The roughness index provides a measure of consistency of data values relative to surrounding observations and can be interpreted as a local index of reliability of interpolation. 相似文献
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A hybrid boundary element formulation for the steady state analysis of piles and pile groups embedded in a soil stratum in which the modulus increases linearly with depth is presented. The piles are represented by compressible columns or flexible beams and the soil as a hysteretic, layered medium. The explicit Green's function corresponding to dynamic loads in the interior of a layered stratum, developed earlier by Kausel is used in the study. The governing differential equations for the pile domain are solved for a distributed periodic loading intensity and those for the soil domain by a system of boundary elements at the pile-soil interface. These are then assembled into a system of algebraic equations by satisfying interface equilibrium and compatibility. The results of the analysis have been compared against those from alternative formulations, e.g. finite elements, and confirm the accuracy of the proposed formulation. Representative results for single piles and pile groups are presented. 相似文献
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This paper is concerned with numerical methods for the modeling of flow and transport of contaminant in porous media. The
numerical methods feature the mixed finite element method over triangles as a solver to the Darcy flow equation and a conservative
finite volume scheme for the concentration equation. The convective term is approximated with a Godunov scheme over the dual
finite volume mesh, whereas the diffusion–dispersion term is discretized by piecewise linear conforming triangular finite
elements. It is shown that the scheme satisfies a discrete maximum principle. Numerical examples demonstrate the effectiveness
of the methodology for a coupled system that includes an elliptic equation and a diffusion–convection–reaction equation arising
when modeling flow and transport in heterogeneous porous media. The proposed scheme is robust, conservative, efficient, and
stable, as confirmed by numerical simulations.
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16.
Na-K-Mg三角图作为水-岩平衡状态初步判定的方法,未考虑具体温标公式和矿物成分对平衡状态的影响,因此通过基于不同Na-K温标公式修正后的Na-K-Mg三角图判断水岩平衡状态,并利用适合的Na-K温标公式计算地下热储温度,对划分地热系统成因类型和开发利用地热资源具有重要意义。研究发现,修正后的Na-K-Mg三角图中任意一点,对某种温标公式确定的曲线处于平衡状态,对另一温标公式确定的曲线则有可能处于部分平衡状态;且温度越低,这种现象越显著。最贫Mg上边界和最富Mg下边界是由不同的温标公式确定的,随温度具有明显的分段性。利用各Na-K温标公式作出T-lg（Na/K）曲线图,绘制曲线交点对应的基于各"完全平衡曲线"的Na-K-Mg三角图,得出温标公式的选取方法,并以西藏盐井地区为例计算热储温度。 相似文献