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实现稀疏反褶积的预条件双共轭梯度法 总被引：9，自引：3，他引：9
地震勘探稀疏反褶积计算一般要导出一个Toeplitz矩阵的线性系统，通常可以用矩阵求逆、Levison递推及共轭梯度等方法直接求解。当Toeplitz矩阵的条件数很大时，数值稳定性差，甚至无法求解。使用共轭梯度法，在矩阵的对角元素上加入规则化因子，可以改善这种情况，但不能彻底解决数值稳定性和精度问题。若求解最小二乘问题的原始问题，结果会好些。线性系统形式的细微改变，将导致不同的数值计算特性。在规则化策略基础上，可巧妙地构造稀疏反褶积的问题原型，引入预条件，采用双共轭梯度法求解，从而实现稀疏反褶积，获得较好结果。数值算例表明，预条件双共轭梯度法比直接稀疏反褶积方法收敛快、精度高。 相似文献
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在地震勘探中,地震正演模拟是非常重要的技术。与时间域正演相比,频率域正演速度快,计算效率高。如何高效准确地完成频率域正演计算是目前该领域的一个重要问题。数值频散问题和如何提高计算效率降低求解分解阻抗内存占用量一直是频率域正演所需要解决的问题。与传统的直接法求解阻抗矩阵的频率域正演方法不同,本文采用最小二乘共轭梯度法(LSCG法)求解阻抗矩阵进行频率域正演,并提出了一种波数补偿的表达式来压制数值频散现象。经过简单模型和复杂模型的数值测试,采用最小二乘共轭梯度法(LSCG法)求解阻抗矩阵进行频率域正演能够有效降低计算时间,且采用波数补偿的频率域正演方法能够有效压制数值频散现象,提高波场模拟精度。 相似文献
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从介绍和分析研究区的地质特征出发,通过介绍音频大地电磁(AMT)法工作布置、资料采集和处理流程,说明了该方法在地热资源勘查中的应用效果,同时对自主开发的二维大地电磁处理与反演解释及成像软件系统(MTSoft2D2.0)的功能特点进行了介绍,并将系统中改进的二维非线性共轭梯度(NLCG)方法应用于资料反演解释,取得了较好的效果。研究成果确定了研究区的热储地层的深度与厚度,以及地质构造分布的基本情况。结果证明,音频大地电磁法在探测含水层及地热资源方面是有效的。 相似文献
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梯度法在水文地质参数估值中的应用 总被引：7，自引：1，他引：7
根据地下水的抽水试验求含水层的导水系数和储水系数时,传统的计算方法是配线法和直线图解法。这两种方法比较繁琐,且人为误差较大。本文运用数学模型的最优化方法即梯度法,并借助于计算机编程,实现了水文地质参数的数值求解。计算结果能消除人为误差,准确反映含水层的参数特征。 相似文献
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遗传算法是近些年来产生和发展的一种模拟生物进化过程的自适应启发式全局优化的搜索算法。它不完全依赖于初始猜测,且具有全局收敛的特点,可以被用来解决各种复杂的实际问题,如工程优化设计,人工智能和决策系统,以及地球物理反演等。尽管遗传算法是一种效率很高的全局优化算法,但许多仿真结果表明,它具有计算时间长,局部搜索能力弱的缺点。而共轭梯度法属于非启发式全局优化搜索方法,收敛速度快,但容易陷入局部极值,且严重依赖初始猜测。根据遗传算法和共轭梯度法的特点,这里提出了一种混合遗传算法,用来进行地球物理反演。该算法既具有遗传算法的全局收敛性,又有共轭梯度法的快速收敛性,经实际应用,取得了良好的效果。 相似文献
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为求取含水层水文地质参数,常用的试验方法是抽水试验。在进行抽水试验时,经常有越流现象,计算时一般采用越流模型计算。越流模型假定非抽水含水层的水位恒定不变,但在实际抽水过程中,抽水含水层和非抽水含水层间通过越流相互影响、相互作用。如果只考虑抽水含水层的水位变化而不考虑非抽水含水层的水位变化,会导致计算的水文地质参数不准确。实际工作中,有时会在非抽水含水层中布置一口观测井来观测抽水含水层抽水时对非抽水含水层的影响。如果采用多层含水层系统模型的方法,即可利用各含水层观测井中的数据计算出每个含水层和相关弱透水层的水文地质参数,提高参数计算精度、节省资金和工作量。 相似文献
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冲积平原地区含水层为双层或多层结构,而准确求取每一层的水文地质参数,对该地区地下水资源评价是非常关键的.本文利用混合抽水、分层观测的方法,运用溶质均衡和灰色关联度的有关理论,详细计算了含水层双层结构条件下每一层的出水量,并在此基础上计算了各含水层的水文地质参数. 相似文献
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抛物Radon变换法(Parabolic Radon Transform)在地震资料处理中有广泛的应用。PRT可对不同频率的地震数据解耦处理,这一特点使得抛物Radon变换的计算效率比双曲Radon变换有数量级上的提高。在频率域求解时,需要对每一个频率成份求解同样大小的线性方程组。求解抛物Radon正变换的计算方法主要有Levinson递推法、共轭梯度法、Cholesky分解法和直接矩阵求逆法。最小平方抛物Radon正变换所形成的矩阵具有Toeplitz结构,可采用Levinson递推法进行计算。高分辨率抛物Radon正变换所形成矩阵的Toeplitz结构被破坏,一般采用共轭梯度法或Cholesky分解法进行求解。这里详细推导了复Toeplitz矩阵的Levinson递推算法,并分别对求解方程的四种方法进行了讨论,最后给出抛物Radon正变换求解的数值算例,并对所给出的四种方程求解方法的计算效率及计算精度进行了对比。 相似文献
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地表水水环境容量计算方法回顾与展望 总被引：4，自引：0，他引：4
为厘清中国地表水水环境容量计算方法演变历史,探讨计算方法发展趋势,在系统调研大量水环境容量研究文献基础上,详细梳理水环境容量从概念引入到研究至今的过程,归纳出中国地表水水环境容量研究过程中产生的五大类计算方法:公式法、模型试错法、系统最优化法（线性规划法和随机规划法）、概率稀释模型法和未确知数学法。解析了各类方法的基本思路、产生过程及应用进展,评述了各类方法的优缺点及适用范围。通过与国外水环境容量计算方法的比较,基于水环境系统复杂性及中国水资源管理特点与应用需求,认为中国应强化对概率稀释模型法、未确知数学法及随机规划法等3种方法的研究和改进。 相似文献
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分布热源作用下裂隙岩体渗流-传热的拉氏变换-格林函数半解析计算方法 总被引：1，自引：0，他引：1
以裂隙岩体高放射性核废物地下处置库性能评估为目标,提出了分布热源作用下单裂隙岩体渗流-传热的简化概念模型、控制微分方程和拉氏变换-格林函数半解析法,为进一步采用半解析法计算分布热源作用下多裂隙岩体的渗流-传热问题奠定了基础。针对单裂隙岩体的渗流-传热问题,建立考虑岩石内热源和二维热传导的控制微分方程,利用拉氏变换域微分方程的基本解建立格林函数积分方程,采用解析法处理其中的奇点,通过数值积分和拉氏数值逆变换求解,计算任意时刻裂隙水和岩石的温度分布。通过算例,与基于岩石一维热传导假定的解析解进行了对比,并计算分析了分布热源作用下单裂隙岩体的渗流-传热特征及其对裂隙开度、岩石热传导系数和热流集度的敏感度。算例表明,（1）就裂隙水温度而言,由于考虑了岩石的二维热传导,拉氏变换-格林函数半解析解小于基于岩石一维热传导假定的解析解;（2）裂隙水温度和岩石温度对裂隙开度和热流集度的敏感度较大,对岩石热传导系数的敏感度较小。 相似文献
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抽水含水层对非抽水含水层水位影响的效应分析 总被引：3，自引：0，他引：3
利用自动水位计记录的抽水试验过程中不同层位含水组之间的动态水位,分析了在抽水试验最初阶段时抽水含水组与非抽水含水组之间的水力联系。研究结果表明:(1)抽水含水层对非抽水含水层存在水位影响效应,在抽水初期,水位影响效应较大;当抽水含水层水位达到稳定或缓慢下降时,水位影响效应随之消失。(2)单位降深水位影响效应显示,上部含水层距离抽水含水层越远,水位影响效应越大;下部含水层距离抽水含水层越远,水位影响效应越小。(3)利用三维地下水流数值模拟方法和应力应变对含水层水位动态影响的原理对水位影响效应机理进行分析,发现水位影响效应与含水层的固体骨架压缩系数(α)、水体积压缩系数(β)、孔隙度(n)和边界控制系数(Cm)等参数有关。 相似文献
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以乌鲁木齐市柴窝堡供水水源地为例，运用系统分析方法和工程技术经济学原理，从水源地地下水可持续开发利用及水资源与社会经济环境协调发展的角度，探讨水源地合理开发与优化管理问题．研究过程中，在分析研究水源地地下水形成与分布规律的基础上，建立了水源地水地质概念模型与地下水流数学模型：利用长序列观测资料，对地下水流数学模型进行了识别与验证．模型识别与验证中，在进行降速场、梯度场两场同时拟合的情况下，又将水均衡分析结果结合起来，提高了模型的仿真性，保证了利用模型进行预测的可靠性．在此基础上，应用响应矩阵法，将最优化模型与模拟模型相耦合，从水源地开发与社会经济环境协调发展的观点出发，以供水净收益最大为目标函数，建立了水源地地下水资源系统经济管理模型．最后，利用有限元方法，对管理模型运行后产生的方案进行了模拟预测，评价了系统地下水的A级允许开采量． 相似文献
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降雨入渗条件下边坡岩体饱和非饱和渗流计算 总被引：22，自引：2，他引：20
简要分析了连续介质饱和非饱和渗流数学模型,并讨论了渗流有限元计算中的有关问题,同时研究了降雨入渗机理及模拟方法,在此基础上编写了非饱和渗流程序SUSC。运用该程序模拟了某边坡降雨过程渗流场的变化情况。计算结果表明,在降雨入渗作用下边坡顶部迅速被饱和,随后表面雨水逐渐向边坡深部下渗,形成从坡顶往深部压力水头等值线由高(零)→低→高的封闭现象。随着降雨的继续,边坡顶部负压区进一步缩小,且负压绝对值减小。降雨结束后,由于上部地下水的继续下渗,在边坡的一定范围、一定时间内压力水头继续升高。根据计算结果可知,局部地方的压力水头最高值出现在降雨结束2 d左右,往后整个边坡非饱和区地下水压力水头全面下降,逐渐恢复原状。模拟结果总体可靠,可作为边坡稳定性分析评价及边坡排水加固的参考依据。同时表明,运用上述饱和非饱和渗流模型及降雨模拟方法,计算降雨条件下边坡岩体的渗流场是可行的。 相似文献
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基于Harlan模型和Darcy定律,并考虑温度梯度对水分迁移影响、温度和含水量对水热参数影响以及各种环境气候因素的影响,建立了完全依赖气象资料和水热参数的风积沙土路基冻结过程中水热耦合迁移数学模型,采用全隐式有限差分格式和TDMA迭代法对内蒙古锡林浩特地区沙漠公路207国道K135+000处冻结期间路基水热迁移规律进行了数值模拟.结果表明:该地区道路冻结深度随时间近似线性变化,冻结速度达到2~3 cm·d-1,最大冻深为3 m左右,冻融时间约为180 d;水分迁移主要发生在冻结锋面附近,从未冻区向冻结区迁移,且随着冻结锋面前移,迁移量逐渐增大;整个冻融期间最大冻深底部层位含水量变化较大,路面下0~50 cm范围内温度变化比较剧烈. 相似文献
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二维水流数学模型区产流、汇流问题的探讨 总被引：1，自引：0，他引：1
目前,二维水流数学模型已得到普遍应用,但模型区的产流、汇流问题考虑较少。通过南水北调中线工程总干渠左岸串流区二维水流模拟计算,针对水面区和陆面区不同情况对模型区的产流、汇流问题进行了分析研究,在二维水动力学数学模型的基础上建立了串流区水文、水力学模型,提出了处理模型区产流、汇流问题的一套行之有效的方法。 相似文献
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A New Geochemical Reaction Model for Groundwater Systems 总被引：1，自引：0，他引：1
ZHENG Xilai Institute of Geosciences Qingdao Ocean University Qingdao Shandongand WANG Bingchen Comprehensive Institute of Geotechnical Survey Beijing 《《地质学报》英文版》2000,74(2):339-343
Through a survey of the literature on geology, hydrogeology and hydrogeochemistry, this paper presents a hydrogeochemical model for the groundwater system in a dross-dumping area of the Shandong Aluminium Plant. It is considered that the groundwater-bearing medium is a mineral aggregate and that the interactions between groundwater and the groundwater-bearing medium can be described as a series of geochemical reactions. On that basis, the principle of minimum energy and the equations of mass balance, electron balance and electric neutrality are applied to construct a linear programming mathematical model for the calculation of mass transfer between water and rock with the simplex method. 相似文献
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TDEM (time domain electromagnetic) traverses in the Dead Sea (DS) coastal aquifer help to delineate the configuration of
the interrelated fresh-water and brine bodies and the interface in between. A good linear correlation exists between the logarithm
of TDEM resistivity and the chloride concentration of groundwater, mostly in the higher salinity range, close to that of the
DS brine. In this range, salinity is the most important factor controlling resistivity. The configuration of the fresh–saline
water interface is dictated by the hydraulic gradient, which is controlled by a number of hydrological factors.
Three types of irregularities in the configuration of fresh-water and saline-water bodies were observed in the study area:
1. Fresh-water aquifers underlying more saline ones ("Reversal") in a multi-aquifer system. 2. "Reversal" and irregular residual
saline-water bodies related to historical, frequently fluctuating DS base level and respective interfaces, which have not
undergone complete flushing. A rough estimate of flushing rates may be obtained based on knowledge of the above fluctuations.
The occurrence of salt beds is also a factor affecting the interface configuration. 3. The interface steepens towards and
adjacent to the DS Rift fault zone. Simulation analysis with a numerical, variable-density flow model, using the US Geological
Survey's SUTRA code, indicates that interface steepening may result from a steep water-level gradient across the zone, possibly
due to a low hydraulic conductivity in the immediate vicinity of the fault.
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