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采用规则六面体单元和并矢Green函数奇异积分等效积分技术,已有的大地电磁积分正演方法具有不能有效模拟地下复杂地质体和计算精度偏低的缺点.本文提出了一种新的三维大地电磁积分方程正演技术,即采用四面体单元、解析的并矢Green函数奇异积分表达式,达到既能模拟地下复杂异常体,又能有效提高已有积分方程法计算精度的目的.首先,采用四面体网格技术离散地下复杂异常体,获得四面体单元上的大地电磁积分方程.然后,利用针对四面体单元开发的新的奇异值积分的解析表达式,准确计算线性方程中的并矢Green函数的奇异积分,从而获得精确的线性方程.借助于PARDISO高性能并行直接求解器,实现了三维大地电磁问题的高精度求解.最后,基于国际标准3D-1模型和六棱柱模型,通过与其他方法结果的对比分析,验证了本文方法的正确性、处理高电导率对比度的能力(1000:1)和处理复杂模型的能力. 相似文献
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Newmark-精细积分方法的选择及稳定性 总被引：1，自引：0，他引：1
针对Newmark-精细直接积分法,对其非齐次项的积分方法进行了讨论,并分析了该逐步积分方法的稳定性。通过理论推导和数值验证,此方法的非齐次项采用高斯积分公式,其计算误差均比采用柯特斯积分公式和辛浦生积分公式的误差小,且其计算工作量比原方法的少,因此Newmark-精细直接积分法得到了改进。通过稳定性的分析得知,改进的Newmark-精细直接积分法虽是条件稳定的,但是其稳定性条件极易满足。综合分析,此方法可推广应用于实际结构的动力反应分析中。 相似文献
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本文研究并建立了一种模拟各向异性地层中三维电性异常体电磁响应的积分方程算法.首先讨论了并矢Green函数及其相关积分的计算,将水平层状各向异性地层中的电场并矢Green函数分解成含有奇异项的直达波与非奇异的来自各个层界面的反射和透射波两个部分,再应用等效体积单元和表面积分技术对积分方程的奇异核进行离散化处理以便提高离散方程的精度.然后为了节省计算机内存以及计算时间,引入基于Krylov子空间的迭代算法求解积分方程的离散化矩阵方程.最后通过与现有文献中的结果作对比从而检验了所述算法的有效性,并结合具体算例考察分析了地层的各向异性对三维电性异常体电磁响应的影响特征和规律. 相似文献
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格林函数在解决电磁场和直流电场问题的积分方程法和边界单元法等方法中有着广泛的应用.在应用格林函数时会遇到格林函数奇异性的问题,即其在源区域的内部,当场点和源点重合时,会碰到对格林函数为无穷大,积分为奇异积分.对于不同问题中遇到的不同形式的格林函数奇异性问题的各种处理方法进行了分析和评述.对于标量格林函数奇异性问题处理方法有：挖去法、级数展开法、绕开法和解析法等.对于并矢格林函数奇异性问题处理方法有：分量处理法、源并矢法和拟源并矢法等处理方法.通过对实际工作中所遇到的新方法新问题中的不同形式的格林函数的研究,提供了奇异性问题的处理的方法和途径. 相似文献
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简要介绍了地面核磁共振找水的正演理论方法,采用高斯求积并结合连分式展开的方法对核磁共振核函数中包含双重贝塞尔函数的积分核进行了数值积分,进而计算出精度较高的核函数值,在此基础之上,讨论了导电性对地面核磁共振信号的影响.基于奇异值分解算法,对核磁共振找水理论模型进行了反演研究,在不导电的情况下,重构出了比较理想的含水率分布.总结并改进了模拟退火算法,用改进的模拟退火算法分别对覆盖层高阻和导电条件下的核磁共振人工合成数据进行了反演,试验结果表明,利用改进的模拟退火算法反演地面核磁共振是可行的,而且反演结果较稳定,收敛速度较快. 相似文献
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利用积分方程法实现了均匀导电半空间三维大地电磁响应的数值模拟。求取张量格林函数积分时,采用二次剖分算法解决计算中奇异值问题,对于含有贝塞尔函数的积分项,利用结合连分式展开的高斯求积代替常规的快速汉克尔变换方法,确保了张量格林函数的正确计算并提高了计算精度。最后通过数值模拟结果的对比及模型试算验证了算法的正确性,所实现的三维大地电磁数值模拟算法为理论研究三维地电构造的大地电磁响应的分布规律提供了有效的工具,也为研究三维反演算法奠定了基础。 相似文献
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级数解边界积分法及其在地震波散射问题中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
级数解边界积分法是利用相应的齐次微分方程的解完备系作权函数来建立边界积分方程。本文采用级数解边界积分法并选取傅氏级数作试函数求解SH波散射问题,并将计算结果同解析解或其它数值方法的解做了比较。结果表明,本文方法计算简单、精度较高而且节省机时。文中还提出了用傅氏级数拟合复杂边界的方法。 相似文献
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本文在计算海潮对重力固体潮观测的影响时,把全球海域分成近区和远区两部分。其中近区采用格林函数数值积分法,在远区对g~N(日)采用卷积积分法,而对g~E(日)利用函数级数拟合全球海潮潮高的球函数展开法。最后计算了北京、兰州和拉萨的重力固体潮观测值的海潮改正。 相似文献
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本文对多分层媒质并矢格林函数中的索末菲积分,用Prony方法对其被积函数分式部分用指数函数逼近.利用索末菲恒等式,无穷积分就可化为闭合的级数形式.该闭合形式可看作一串离散镜像在观察点的解.所得结果与数值积分结果吻合很好. 相似文献
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边坡振动台模型实验动位移的加速度时程积分探讨 总被引：3，自引：0，他引：3
受数据采集条件限制,振动台模型实验的速度和动位移时程一般由实测加速度时程信号进行积分得到。通过理论分析和实验实测数据计算,认为动位移的频域积分法误差来源是低频截止频率的选取,特别当低频频率接近零时,传统二阶频域积分可产生较大的动位移低频振荡和峰值误差。提出利用时域与频域混合的方法,即频域一时域混合积分法,来克服积分过程带来的误差,其在对加速度两次积分中,分别进行一次频域积分和一次时域积分。地震模拟振动实验的台面实测加速度数据积分与台面动位移计实测数据的对比表明,较之传统的二阶频域积分,采用频域一时域混合积分时误差可明显减小。 相似文献
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针对多年时序形变观测资料有效信息提取复杂的问题,对基于多核函数的滤波方法进行研究,得到以下有益结论:(1)当核函数指数为0.5,光滑因子为0.003时,10天及以上核点间隔的滤波模型单位权中误差最小;(2)核点间隔控制滤波信息频谱的高低,间隔越大频谱信息越低,反之则频谱信息越高;(3)因数据缺失部分造成核点减少,当连续减少2个以上时滤波失败,当连续减少2个时数据缺失部分滤波出现失真,当减少1个时滤波效果不受影响;(4)通过对GPS时序资料、定点形变时序资料和非构造形变时序资料的滤波应用,获取不同频谱的信息,验证了本文方法的稳定性和可靠性。 相似文献
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SIEW HUNG CHAN 《Geophysical Prospecting》1970,18(2):215-235
This paper describes certain procedures for deriving from the apparent resistivity data as measured by the Wenner electrode configuration two functions, known as the kernel and the associated kernel respectively, both of which are functions dependent on the layer resistivities and thicknesses. It is shown that the solution of the integral equation for the Wenner electrode configuration leads directly to the associated kernel, from which an integral expression expressing the kernel explicitly in terms of the apparent resistivity function can be derived. The kernel is related to the associated kernel by a simple functional equation where K1(λ) is the kernel and B1(λ) the associated kernel. Composite numerical quadrature formulas and also integration formulas based on partial approximation of the integrand by a parabolic arc within a small interval are developed for the calculation of the kernel and the associated kernel from apparent resistivity data. Both techniques of integration require knowledge of the values of the apparent resistivity function at points lying between the input data points. It is shown that such unknown values of the apparent resistivity function can satisfactorily be obtained by interpolation using the least-squares method. The least-squares method involves the approximation of the observed set of apparent resistivity data by orthogonal polynomials generated by Forsythe's method (Forsythe 1956). Values of the kernel and of the associated kernel obtained by numerical integration compare favourably with the corresponding theoretical values of these functions. 相似文献
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Based on the fact that the Hankel matrix representing clean seismic data is low rank, low-rank approximation methods have been widely utilized for removing noise from seismic data. A common strategy for real seismic data is to perform the low-rank approximations for small local windows where the events can be approximately viewed as linear. This raises a fundamental question of selecting an optimal rank that best captures the number of events for each local window. Gavish and Donoho proposed a method to select the rank when the noise is independent and identically distributed. Gaussian matrix by analysing the statistical performance of the singular values of the Gaussian matrices. However, such statistical performance is not available for noisy Hankel matrices. In this paper, we adopt the same strategy and propose a rule that computes the number of singular values exceed the median singular value by a multiplicative factor. We suggest a multiplicative factor of 3 based on simulations which mimic the theories underlying Gavish and Donoho in the independent and identically distributed Gaussian setting. The proposed optimal rank selection rule can be incorporated into the classical low-rank approximation method and many other recently developed methods such as those by shrinking the singular values. The low-rank approximation methods with optimally selected rank rule can automatically suppress most of the noise while preserving the main features of the seismic data in each window. Experiments on both synthetic and field seismic data demonstrate the superior performance of the proposed rank selection rule for seismic data denoising. 相似文献
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The precise time step integration method proposed for linear time-invariant homogeneous dynamic systems can provide precise numerical results that approach an exact solution at the integration points. However, difficulty arises when the algorithm is used for non-homogeneous dynamic systems, due to the inverse matrix calculation and the simulation accuracy of the applied loading. By combining the Gaussian quadrature method and state space theory with the calculation technique of matrix exponential function in the precise time step integration method, a new modified precise time step integration method （e.g., an algorithm with an arbitrary order of accuracy） is proposed. In the new method, no inverse matrix calculation or simulation of the applied loading is needed, and the computing efficiency is improved. In particular, the proposed method is independent of the quality of the matrix H. If the matrix H is singular or nearly singular, the advantage of the method is remarkable. The numerical stability of the proposed algorithm is discussed and a numerical example is given to demonstrate the validity and efficiency of the algorithm. 相似文献
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土层参数的随机性对场地传递函数的影响 总被引：6，自引：0，他引：6
本文采用秦勒级数展开估计土层参数随机性对场地传递函数的影响。对单层土模型在土层参数服从独立高斯分布假定下进行了公式推导和实例计算,比较了不同的泰勒级数阶次、土层参数变异系数以及阻尼比对传递系数随机性的综合效应。结果表明,即使在小参数摄动范围内采用一阶泰勒级数也是不够的;一般情况下采用二阶泰勒级数即可给出满意的估计。 相似文献
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层析反演是速度建模中最重要的方法之一,结合偏移成像在成像域进行走时层析速度反演是当前比较成熟有效且广泛应用的技术.本文从高斯束偏移成像条件出发,在波动方程的一阶Born近似和Rytov近似下,推导了成像域走时扰动与速度扰动的线性关系,建立了成像域走时层析方程及其显式表达的层析核函数.该核函数的本质是有限频层析核函数,利用该核函数替换常规射线层析核函数可以明显提高层析反演精度.该核函数的计算关键是背景波场格林函数的计算,本文利用高斯束传播算子计算格林函数进而得到走时层析核函数,实现方式灵活高效且计算精度较高.基于高斯束传播算子的偏移成像与层析成像相结合进行深度域建模迭代,体现了速度建模与偏移成像一体化的思想.数值计算及实际数据应用证明了基于高斯束传播算子的成像域走时层析方法的有效性. 相似文献