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采用著名的Lorenz63模式,数值研究了常数型最优强迫在校正数值模式中的作用.结果表明,当数值模式仅考虑由于参数误差导致的随状态变量发展变化的模式误差时,在数值模式倾向方程叠加常数型最优强迫能够很好地抵消该类模式误差对预报结果的影响;当数值模式未考虑观测中依赖于时间的随机过程时,常数型最优强迫也可以较好地抵消由随机过程导致的模式误差的影响.实际情形中,数值模式预报结果同时受到由随机过程和参数不确定性导致的模式误差及其相互作用的影响.结果表明,常数型最优强迫方法同样能够在很大程度上抵消该类混合型模式误差对预报结果的影响.综上所述,即使模式物理过程产生的模式误差是依赖于时间变化的,在模式中叠加常数型最优强迫校正模式的方法也可以在很大程度上抵消模式误差对预报结果的影响.常数型最优强迫方法可能是一个较好的校正模式和改进模式预报技巧的方法. 相似文献
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致密油气介质是一种特殊的多孔介质,在油气勘探开发中占有重要地位.文章建立致密油气介质中波的控制方程,该方程较一般多孔介质波方程,形式大为简化,可用于由地震数据进行物性参数反演.文章首先简单介绍从孔隙尺度上流体的运动方程和固体骨架颗粒运动方程出发,利用体平均定理推导出完备的Biot方程的思路与结果,厘清了其中使用的假设条件.其次以岩石物理测试结果为基础,详细分析了致密油气介质中渗透率的时间变化率的性质,进而利用Kozeny-Carman方程,研究了孔隙度的时间变化率的性质,提出了致密油气介质中孔隙度作为状态变量的一个合理假设.在此基础上,从完备的Biot方程出发,推导出了致密油气介质中波的控制方程.该方程与经典的"弥散黏滞方程"在形式上一致,通过对比,得到了弥散黏滞方程中的系数和有明确物理意义的介质物性参数间的解析关系式.文中通过数值模拟验证了所建立的方程的正确性.基于所建立的方程,研究了单一致密夹层的地震波反射和透射特性.数值模拟结果表明夹层的厚度和衰减特性对于地震波的反射和透射有显著影响,这一认识对油气探测有重要意义. 相似文献
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大气方程组的惯性流形 总被引：3，自引：0，他引：3
从一类非线性演化方程出发 ,得到其全局吸引子 ,并利用截断技巧讨论了它的惯性流形 .然后 ,根据大气方程组算子的性质 ,证明强迫耗散非线性大气算子方程即为这类非线性演化方程 ,从而在耗散算子满足谱间断条件下得到大气方程组的惯性流形的存在 ,为进一步研究大气方程组全局吸引子上的动力性质及设计性能良好的数值格式提供了基础 . 相似文献
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土是由一定尺寸大小颗粒所构成的多孔介质,具有明显的颗粒特性,当土颗粒间的孔隙被流体（如水或油）充满时则成为饱和土.利用微极理论和Biot波动理论的研究成果,把饱和土中多孔固体骨架部分近似地视为微极介质,孔隙中的流体部分视为质点介质,获得饱和多孔微极介质的弹性波动方程.借鉴Greetsma理论,建立了饱和多孔微极介质弹性本构方程力学参数与相应单相介质弹性参数的相互关系,使饱和多孔微极介质弹性波动方程中的物理参数具有明确的物理意义,易于在试验中确定.运用场论理论把饱和多孔微极介质的波动方程简化为势函数方程,建立了饱和多孔微极介质中五种弹性波的弥散方程,数值分析了五种简谐体波在无限饱和多孔微极介质中的传播特性. 结果表明,P1波、P2波和剪切S1波的波速弥散曲线与经典饱和多孔介质基本相同,当频率小于临界频率ω0时旋转纵波θ波和横波S2波不存在,当频率大于临界频率ω0时,θ波和S2波的传播速度随频率增加而减小. 相似文献
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弹性波方程作为一类重要的数学物理方程在地球物理方面有着许多广泛的应用前景.本文应用多辛守恒算法来研究弹性波方程,首先给出了弹性波方程的多辛结构,然后通过引入正则动量,验证了弹性波方程具有Hamilton系统多辛格式,并证实此格式具有多辛守恒律、局部能量守恒律和动量守恒律.利用中心Preissmann方法构造离散多辛格式的途径,并构造了一种多辛格式,该格式满足离散多辛守恒律,局部能量守恒律,局部动量守恒律.数值算例结果表明该多辛离散格式具有较好的长时间数值稳定性. 相似文献
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介质微结构相互作用会使介质存在不均匀性,而这种不均匀性,则会引发新的响应.当位移场/旋转场存在强烈空间/时间变化时,这种由介质微结构相互作用所导致的不均匀性会愈加明显.应变梯度通过在应变能密度函数中引入应变的一阶或者高阶导数,以描述这种由介质微结构相互作用导致的不均匀性,由于引入高阶导数,应变梯度理论可以描述更小尺度的微结构相互作用,但是其存在计算量大以及物理解释困难等问题.单参数二阶应变梯度理论作为应变梯度理论的一种特例或者简化版本,将二阶应变梯度视为对应变能密度函数的附加影响.本文从非局部理论出发,推导单参数二阶应变梯度理论的本构方程,进而结合几何方程和运动微分方程,给出非对称弹性波动方程的数学表达式.并应用该非对称弹性波动方程在各向同性均匀介质模型和Marmousi模型上进行数值模拟,合成地震记录.将该地震记录与传统弹性波动方程所生成的合成地震记录进行对比,研究分析应用二阶应变梯度描述介质微结构相互作用对地震记录的影响规律,给出以下结论:(1)基于单参数二阶应变梯度理论的非对称弹性波动方程所描述的位移扰动对纵波和横波的传播都产生了影响,且对横波的影响较大;(2)介质更小尺度的微结构相互作用可以在地震记录中被反映出来,我们需要考虑其对地震波传播的影响. 相似文献
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为克服Born级数只适用于弱散射和短程传播的弱点,从光学散射理论中引入了针对强光学散射问题的Lippmann-Schwinger方程广义超松弛迭代解法,并对这种方法在反射地震条件下的算法表现、收敛特点、计算效率以及计算精度等问题进行了分析和讨论.理论分析和数值计算结果均表明:(1)与散射级数重整化相比,超松弛法具有更坚实的数学基础;(2)超松弛法可以有效地克服Born级数的弱点,得到与有限差分相当的数值模拟结果;(3)在反射地震条件下LS方程超松弛法表现优异,完全可以解决反射地震数值模拟中的强散射问题. 相似文献
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由于地球介质中广泛存在断裂、微裂缝等地质现象,实际地震资料中会出现形似孤立波的非线性地震现象。因此,对固体介质中孤立波的研究有利于解释这些非线性地震现象的形成机制。本文基于KdV方程,以雷克子波作为初始条件,采用伸缩子机理构建体力模型,利用有限差分的方法模拟了孤立波的演化过程。理论结果表明,非线性地震纵波可以从雷克子波逐渐演化成孤立波,而且地震波的初始振幅和频散系数对模拟结果也有重要影响。通过与实际资料的对比也能说明这种演化的可能性。同时根据方程系数矩阵中元素带状分布的特征,采用稀疏矩阵的存取方法,可以减小计算内存,提高计算效率。 相似文献
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《世界地震译丛》2017,(6)
观测结果表明,主震之前呈现异常b值。即将来临的主震前b值异常时间与主震震级有关,关系式为log(T)=q+rM,式中q和r为两个常数。本研究将解释这个关系式的内涵。此外,还将探索主震前形成b值异常的机制。根据基于Knopoff-Burridge弹簧—滑块模型的数值模拟结果,Wang(1995)发现b与s之间存在幂律关系,其中参数s是两个滑块之间的弹簧常数(K)和滑块与移动板块之间的常数(L)的比值。累积频度的幂律关系式为b~s~(-2/3),离散频度的关系式为b~s-1/2。因为震源区的L值在很长时段内几乎是常数,所以b直接与K有关。较小(较大)的K导致了较高(较低)的b值。Wang(2012)发现K=ρAV_P~2,式中ρA和VP分别是断裂带的面密度和P波速度。试验结果表明,VP受岩石中含水饱和度的严重影响。由于震源区内含水饱和度随时间而变化,所以VP及K也随时间变化。因此导致了b值也随时间而变化。 相似文献
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本文将测井分析中所用的绝大多数响应方程归并为一类,给出了这类方程的一般形式。同时,根据一个基本事实导出了这类方程存在的必要条件,从而建立了检验和评价它们的理论标准,并已得到了实验验证。 相似文献
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地震波场数值模拟在地球物理勘探和地震学中具有重要的支撑作用.本文将组合型紧致差分格式用于声波和弹性波方程的数值模拟中.根据泰勒级数展开和声波方程，建立了位移场时间四阶离散格式，并将组合型紧致差分格式用于位移场空间导数的求取，然后对该差分格式进行了精度分析、误差分析、频散分析和稳定性分析.理论研究结果表明：①该差分格式为时间四阶、空间六阶精度，与常规七点六阶中心差分和五点六阶紧致差分相比，具有更小的截断误差和更高的模拟精度；②每个波长仅需要5.6个采样点，且满足稳定性条件的库郎数为0.792，可以使用粗网格和较大时间步长进行计算.所以该方法具有占用内存少、计算效率高和低数值频散等优势.最后，本文进行了二维各向同性完全弹性介质的声波和弹性波方程的数值模拟，实验结果表明本文提出的方法具有更高的计算精度，能够大幅度的节约计算量和内存需求，对于三维大尺度模型问题具有更好的适应性. 相似文献
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详细研究了一般地球物理反问题的迭代优化求解过程与物理学中原子跃迁过程的对应关系，建立了反演问题中模型空间、初始模型、局部极值模型、最优化模型等与原子的态空间、定态、激发态、基态等的对应关系. 在此基础上，模拟了物理学中原子从激发态向基态跃迁的物理过程，建立了一种与原子跃迁过程相对应的非线性随机跃迁数学模型和模型解跃迁搜索准则，导出了适用于一般地球物理资料的模拟原子跃迁的非线性反演算法. 用理论测试函数对这种新的反演方法进行了数值试验，结果表明该方法具有解不依赖于初始模型、收敛速度快等优点. 相似文献