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大型对称变带宽方程组的Cholesky分解法 总被引：6，自引：3，他引：3
作者针对地球物理数值模拟中常碰到的大型稀疏变带宽方程组的求解问题,介绍了 大型稀疏变带宽矩阵的存储方法及Ｃｈｏｌｅｓｋｙ分解法,该方法的特点是用二个一维数组,其中一个输入时存储对称稀疏矩阵变带宽内的元素,输出时存储Ｃｈｌｏｅｓｋｙ下三角短阵带宽内的元素;另一个存储对称变带宽矩阵对角线元素在前一维数组中的位置,大大节约了所占的计算内存空间。 相似文献
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正演是反演技术的基础,正演速度和求解反演问题的系数矩阵存放一直是起伏地形下重、磁三维反演的关键技术问题。这里提出了一种起伏地形下重磁快速正演计算方法,其计算原理是根据反演在垂向的剖分层数,利用水平地形正演计算形成二个不同大小刻度标尺矩阵,然后在模型空间,使用分段线性插值的方式,直接计算出起伏地形观测点的正演值。该方法的主要特点是在保持很高的计算精度下计算速度可提高二倍,且节省计算内存,适合起伏地形下重磁三维反演技术研究。 相似文献
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双列块法用于有限元分析计算中求解大型线代数方程组。目前在有限元计算中最通常使用的求解大型线代数方程组的方法是分块的三角分解法。由于这种方法对方程组系数矩阵的分块受带宽的限制‘以至目前一般计算机的内存贮量限制了大带宽问题的求解,使一些大型的有限元课题,特别是三维问题的解算难以实现。双列块法解决了这个西难。双列块法对方程组系数矩阵实行按计算机许可的容量划分列块,按列分解,可以完全不受带宽的限制。方法是成功的、有效的。用双列块法在PE-3220小型机上仅用686K字节的内存解算了最大半带宽为1746,系数矩阵存贮量为5000K以上字节的三维(124个20节点等参元,8个16节点等参节理元、831个节点)有限元课题,这种方法使小型和高档微机用于大型有限元的解算成为可能。 相似文献
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为提高起伏地形三维激电数据的反演解释精度和处理效率,笔者开展了连续介质模型快速反演方法研究。针对起伏地形连续电性介质模型,提出了四面体单元电性参数分块线性连续变化的参数化方法。在反演中对模型参数施加光滑和背景约束信息,以提高反演的稳定性和分辨率。通过采用降低反问题的维数、压缩存储线性反演方程各矩阵的元素以及将互换原理和拟牛顿法相结合的方式计算偏导数矩阵等手段,可有效地加快反演的计算速度。最后,为验证反演方法的有效性,对2例地电模型进行反演试算,计算结果表明：反演耗费时间较少,仅迭代6次拟合差便趋于稳定,反演结果能较好地刻画异常体形态,编制的反演解释软件可用于实际生产。 相似文献
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前言矩阵分解的分层解释方法早在七十年代末就有介绍,但它仅把对称正定带型矩的乔累斯基分解算法直接应用在分层解释中的线性方程组求解上。因此,无论是算法的简易程度,还是运算的工作量都不易被人们接受,它仅作为一种原理性的探讨出现在刊物上。近几年来,笔者在探讨矩阵分解时发现:分解后的系数半带矩阵并非无序可循,而在该矩阵的半带宽内,每相邻行的元素随着行号的加大将趋于相同。因此,我们在矩阵的分解计算中可大大简化矩阵,去掉不必要的重复计算,也不必采用文献所介绍 相似文献
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基于EBE方法的三维有限元并行计算 总被引：4，自引：1，他引：4
在水利工程中,施工过程的模拟、动力的时域分析、开裂计算等,都对大规模并行计算提出了迫切的需求。然而,基于高斯消去的有限元直接解法,通常会占用大量的内存,并花费大量的CPU时间。而水利工程中的问题多为大带宽问题,这些问题更为突出。基于EBE-PCG方法的有限元方法,可以避免形成整体刚度矩阵,进而,显著减少内存的需求。而且,这种方法可以有效地并行实现,为大规模数值计算提供了可能。采用基于EBE策略的Jacobi预处理共轭梯度法,编制了有限元计算程序,并成功应用于溪洛渡、锦屏等工程的大规模数值分析。结果表明,对水利工程中的大带宽问题,该方法是一种很有效的并行计算方法。 相似文献
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《物探与化探》2017,(2)
为优化二维各向同性介质中弹性波频率域正演时阻抗矩阵的结构,减小正演所需内存,提高正演效率,在25点差分格式的基础上进行适当的简化,得到了二维弹性波频率域17点差分格式。该格式重新计算了弹性波中偏微分项和加速项的差分算子,减少了计算过程中的网格节点需求,构造了优化阻抗矩阵后的频率域正演矩阵方程;推导了纵波和横波相速度的频散公式,给出了不同泊松比条件下的频散曲线,得到了相速度误差控制范围±1%时每一横波波长内网格数需求。通过对比频散曲线和数值模拟时得到的波场快照及检波点处U、V分量,验证了17点差分格式与25点差分格式相比,具有稍严格的网格间距需求、相当的计算精度、略少的计算时间和更小的阻抗矩阵带宽等特点。 相似文献
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为了模拟实际的起伏地形,在前人研究的基础上,单元网格设计为任意四边形网格,单元内的场值双线性变化,采用了高斯数值积分法计算单元系数矩阵,并给出二维大地电场的辅助场表达式。通过模型算例表明,模拟结果与解析解的均方误差在1%以内,地形模型与前人的模拟结果相吻合。分析对比了两个不同坡度模型对视电阻率和相位的影响。采用任意四边形网格剖分法,降低了编程难度,可以方便地适应野外地形的起伏变化。 相似文献
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为解决大角度起伏地形即陡峭地形(如河流阶地、冲沟、堤坝、山谷、山脊等)对实测视电阻率的影响问题,这里优化了三维有限元数值模拟中的单元积分形式,使之适合大倾角地形条件下对电阻率的数值模拟.为验证方法的正确性,采用保角变换计算了相近地形在均匀电流场情况下,陡峭地形引起的视电阻率变化特征.计算表明,对于缓倾斜地形,有限元数值... 相似文献
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降水是地表淡水资源的主要来源,降水分布强烈的时空异质性给陆地水循环研究带来了较大不确定性,因此降水的空间异质性及其影响因子研究一直是水循环研究的重点。选取观测资料丰富的华东地区,采用351个气象台站降水观测数据,通过一般线性回归模型、地理加权回归模型和多尺度地理加权回归模型的拟合结果,研究了典型地形因子对降水空间分布的影响及其影响尺度。结果表明,传统的一般线性回归模型不能表征降水分布的空间异质性,而地理加权回归模型和多尺度地理加权回归模型均较好地拟合出了降水在空间上的非均匀分布（R2>0.7）。此外,多尺度地理加权回归模型的带宽数还反映了各地形因子对降水空间分布的影响尺度。一般说来,带宽数较小的局地影响因子对降水的空间异质性影响较强。对于年降水量,地形高程和地形起伏度是影响降水空间异质性的主要地形因子,而地形坡度和主风向系数对降水的影响不显著。在不同季节,各地形因子对降水空间分布的影响程度不同。地形高程对夏季降水影响较大;离海岸线距离对春、秋季南部山区降水影响较大;地形起伏度对冬季降水有重要影响。厘清我国不同季节降水与地形因子间的关系,有助于理解各季节复杂地形因子对降水的贡献,为... 相似文献
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利用TM遥感影像和DEM估算山区地表反照率 总被引：5，自引：4，他引：1
利用Landsat TM遥感影像可见光-近红外波段的数据和DEM,计算了复杂地形条件下的反射率,再将窄波段的光谱反射率组合得到地表反照率.在计算反射率时解决了两方面的问题:计算太阳入射光谱辐射时考虑了微观地形因素的局地海拔、地形坡度、坡向、地形遮蔽等参数对较高分辨率影像的影响;考虑了大气对遥感图像的影响.在全面地考虑了大气和地形对影像影响的基础上,发展了一个适用于利用DEM和较高分辨率的卫星影像计算复杂地形条件下的地表反射率和反照率的模型.以黑河上游山区为例,利用TM图像和DEM计算了复杂地形条件下的地表反照率,对结果进行验证表明模型合理可行. 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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《物探化探计算技术》2020,(1)
在大地电磁(MT/AMT)中,当浅地表存在小尺度的局部异常体时,在其附近的测点会产生电磁场畸变,导致观测阻抗和区域阻抗之间产生较大的偏差,进而给反演带来困难。阻抗张量分解可以用来减小局部异常体所导致的畸变影响,进而获得更为符合实际情况的区域构造信息,因此对局部异常体和起伏地形所造成的畸变规律的研究,对大地电磁数据处理具有非常重要的意义。这里利用基于非结构化网格的大地电磁正演程序进行正演模拟计算,设计了一个二层介质模型,将其计算结果作为区域电磁场响应信息,同时将存在局部异常体和地形起伏时的计算结果作为观测数据,进而求解电磁场畸变矩阵。通过设置具有电性参数差异的局部异常体以及起伏地形模型,研究其对电磁场所导致的畸变影响。研究结果表明,对于类似模型在研究的频率范围内,具有电阻率差异的局部异常体和地形起伏将会导致电场数据产生较严重的畸变,而磁场在该频段几乎不受畸变影响;在高频段电场畸变矩阵不能简单地认为是实数,其虚部数值较大,畸变矩阵性质更为复杂,且与频率相关。 相似文献
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基于Matlab平台,采用严格棱柱积分法和谱方法编程计算了吉林省大地水准精化重力归算,以长白山、吉林和松原地区为试验区分析了计算精度和速度。结果表明,不完全布格改正与地形高度成正比。地形改正的谱方法比组合法计算速度高,但精度较低,最大误差分别为2. 65 mgal和0. 21mgal。均衡改正的谱方法比组合法计算速度高,精度基本相同,平均误差分别为0. 02 mgal和0. 03mgal。地形改正分辨率达到30″时,内插精度优于1 mgal,而均衡改正分辨率为1'时,精度即可优于1mgal,不完全布格改正、地形改正和均衡改正的数值大小与地形复杂程度密切相关。 相似文献
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针对现有承台-桩-土共同作用分析方法存在的问题，引进了两种迭代算法，通过理论和算例的比较分析，说明了这两种迭代算法用于承台-桩-土共同作用分析的特点和适用性。使用迭代法可避免满阵矩阵，大大节省计算内存，能在微机上实现对实际工程的共同作用分析。 相似文献
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以一维分层连续介质大地电磁有限元模拟为例,应用Mathematica软件计算系数矩阵。节约了大量的推导时间。确保快速、准确地得到有限元系数矩阵。展示了mathematica软件在计算有限单元系数矩阵中的强大功能。 相似文献
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航空伽玛能谱测量地形改正方法初探 总被引：1，自引：0，他引：1
航空γ能谱测量资料解释中,地形影响改正是人们关心的问题之一.常规的地形改正方法只能对测量剖面进行基于二维空间的修正,未考虑其它方向地形变化的影响.本文针对这一特点初步探讨了一种三维地形改正方法--角度扇形改正.方法从锥台状辐射体照射量率基本计算出发,将作用范围内的地形辐射体按角度划分为若干环形,然后对各环按照同样的规律细分为若干个小的扇形辐射体,分别计算各小辐射体对修正点的照射量率,求和并计算出相应的地形改正系数,进而对空中测点进行地形影响改正,从而实现任意地形、任意飞行方式下的航空γ能谱测量的三维正演、反演及地形影响改正等计算,同时还考虑了范围不饱和、地面辐射体中放射性元素含量不均匀等因素.正演模型和实例分析在一定程度上说明该三维地形改正方法的正确性和有效性. 相似文献
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刘永华 《物探化探计算技术》1981,(3)
对于重力地形改正的计算,当积分公式与数字地形(即高程网)确定之后,其计算速度和精度主要取决于被积函数的处理方法。一、问题的提出众所周知,方域地形改正的计算公式为: 相似文献