基于自适应网格的仿真型有限差分地震波数值模拟   总被引：2，自引：1，他引：1       下载免费PDF全文

刘志强  孙建国  孙辉  刘明忱  高正辉  石秀林 《地球物理学报》2016,59(12):4654-4665

在复杂山地和复杂海底条件下,地表和海底的剧烈起伏对地震波数值模拟提出了更高的要求.常规有限差分法采用矩形网格对模型进行网格剖分,由于矩形网格自身的限制,起伏地表或起伏海底只能由一系列阶梯状折线代替,从而引起人为虚假绕射波.此外,在模拟液-固界面的反射波时,如果界面与网格线不一致,则需要更密的网格才能得到精确的结果.为了解决上述问题,本文将自适应网格生成技术引入到起伏海底速度模型的网格剖分中,采用高阶仿真型有限差分法(MFD)对曲线坐标下的声波方程波进行了数值模拟.利用自适应网格生成技术对速度模型进行网格剖分不仅可以准确地描述模型边界,而且可以有效消除虚假绕射波.高阶仿真型有限差分法可以有效压制频散提高计算精度.模型试算结果表明,本文方法对复杂海底模型具有很好的适应性.  相似文献   

2.5维起伏地表条件下坐标变换法直流电场数值模拟   总被引：3，自引：1，他引：2  

孙章庆  孙建国  张东良 《吉林大学学报(地球科学版)》2010,40(2):425-431

研究起伏地表对视电阻率分布的影响是进行地形校正的基础。由于很难处理不规则边界,计算简洁且效率高的有限差分方法很少用于解决起伏地表问题。为了解决该问题,引入曲化平思想,实现了一种基于坐标变换法的起伏地表条件下的直流电场数值模拟方法。方法从传统的2.5维基本方程及边界条件出发,通过坐标变换将起伏地表问题转化为水平地表问题,并利用有限差分法求解水平地表问题,最后再通过坐标映射得到起伏地表条件下的电位和视电阻率分布。精度分析及计算实例表明：本方法实现简洁,计算误差主要集中在震源附近,整个计算区域内的平均相对误差为1.39%,计算结果满足起伏地表条件下的电位和视电阻率的分布规律。  相似文献   

波前扩展有限差分地震波走时算法的C++语言描述     

杨昊  孙建国  韩复兴 《吉林大学学报(地球科学版)》2007,37(3):615-619

回顾了波前扩展有限差分地震波走时算法及其主要优缺点,分析了该算法在程序实现过程中存在的一些问题。针对这些问题,给出了波前扩展有限差分地震波走时算法的C⁺⁺语言描述。目的是:（1）确保程序的稳定性。使用体波、首波、散射波相结合的走时算法,在保证走时计算精度的同时,较好地解决了前述算法在局部速度差异较大的情况下可能会出现负数开平方问题;（2）提高程序的执行效率。给出一种波前点的“列队”式存储方法,有效提高了波前最小走时点的查找效率;（3）为波前扩展有限差分地震波走时算法构建一个方便、可行的程序框架。对原始速度模型增加了边界,不仅方便了程序实现,而且省去了程序用于判断和处理模型边界所花费的时间。  相似文献   

基于网格走时计算的弯曲界面下菲涅尔体研究          下载免费PDF全文

魏脯力  孙建国 《地球物理学报》2018,61(6):2471-2480

为了研究弯曲界面曲率变化对分辨率的影响,首先推导了垂直入射下来自弯曲界面的反射波和透射波界面菲涅尔带近似的解析公式,证明了公式中曲率为零恰好对应已经被推导的平界面菲涅尔带的解析公式,然后给出了利用网格走时计算方法计算弯曲界面下反射波和透射波菲涅尔体的数值实现策略,这一实现策略同时保证了网格走时计算的精度和菲涅尔体计算的精度,最后对比了不同弯曲界面（不同曲率）下的菲涅尔体相对于平界面（曲率为零）下菲涅尔体的变化.研究结果表明,界面下高速时,向斜弯曲造成菲涅尔体在界面附近变宽,使得分辨率降低;背斜弯曲造成菲涅尔体在界面附近变窄,使得分辨率提高.并且向斜弯曲对分辨率的影响程度要明显大于背斜弯曲.而界面下低速时,结论正好相反.  相似文献   

中国南海北部潮汕坳陷NHC-1测线及邻区重磁场特征与地壳结构   总被引：2，自引：0，他引：2  

孟令顺  杜晓娟  刘万崧  孙建国  张凤旭  王雪秋  梁铁成  张志荣 《吉林大学学报(地球科学版)》2006,36(5):851-855,868

利用中国南海北部潮汕坳陷内首次获得的一条长250 km的重磁剖面数据,研究了潮汕坳陷地壳结构,定性分析了火山岩的分布及其属性。采用欧拉反褶积方法估算了重力场源的位置及其深度,划分出陆坡北缘及东沙两个断裂带。根据断裂带切割深度,认定这两个断裂带均为超壳断裂,且都有岩浆上涌。应用Parker-Oldenburg法反演计算了莫霍面深度。用滑动对数能谱分析和人机交互正反演方法计算出磁性基底深度。结果表明：潮汕坳陷莫霍面从西北方向测线起始点的25 km向东南方向抬升到终点的14 km,而磁性基底埋深从西北测线起始点的3.6 km向东南方向逐渐加深到测线终点的8.9 km。  相似文献   

利用有限正弦和有限余弦变换模拟地震波场:声波方程   总被引：4，自引：1，他引：3  

孙建国  王雪秋 《吉林大学学报(地球科学版)》2006,36(1):108-112

研究了一种利用有限正弦和有限余弦变换解变密度声波方程的方法,它的基本思想有下列4点：(1)对声波方程两端进行关于一个或多个变量的有限正弦或有限余弦变换;（2）将待求波场的Fourier正弦或余弦级数表达式代入到经过变换后的波动方程之中,进而得到级数表达系数所满足的微分方程式;（3）分别对时间和未作变换的空间导数进行有限差分或其它形式的近似,得到变换系数所满足的离散（矩阵）方程;（4）将通过解离散（矩阵）方程而得到的变换系数代入到相应的反演公式中去,用求和的方式得到待求波场的数值解。与其它方法相比,利用有限正弦和有限余弦的优点在于可以无限制地扩展变换方向的计算区间和可以处理任意变化的速度和密度结构而不明显地增加计算量。  相似文献   

高分二号的沈阳市黑臭水体遥感识别   总被引：3，自引：1，他引：2  

姚月  申茜  朱利  高红杰  曹红业  韩惠  孙建国  李俊生 《遥感学报》2019,23(2):230-242

中国城市黑臭水体情况严重,基于遥感监测黑臭水体刚刚起步,很多问题待解决。以沈阳市城市建成区内主要河流为研究区,于2015年—2016年开展地面调查,获取了浑河和蒲河46个一般水体的样点,和辉山明渠、满堂河、细河以及微山湖路附近、丁香湖北部50个黑臭水体的样点数据,包括水面光谱和主要水质参数。分析了黑臭水体与一般水体的光谱特征,发现城市黑臭水体反射率光谱在绿光—红光波段变化比一般水体平缓,基于这一特点提出了一种基于反射率光谱指数BOI(Black and Odorous water Index)的黑臭水体识别模型,并将其与红绿波段比值指数进行对比,具有更好的识别精度。结果表明:(1)基于遥感反射率(Rrs)计算的BOI小于0.065时,可判为黑臭水体。(2)由于GF2水体图像精确大气校正存在困难,可以利用瑞利散射校正反射率(Rrc)替代R_(rs),BOI小于阈值0.05时,可判别为黑臭水体;同时模拟证明,当气溶胶光学厚度逐渐增大时,黑臭水体与一般水体的光谱差异将逐渐减小,因此这种方法主要适用于比较清晰的图像、气溶胶光学厚度比较小(如AOT(550)≤0.5时)。(3)基于R_(rc)的BOI模型可以较好的应用于GF2图像上,具有较好的识别精度。对2015年—2016年3景GF-2影像提取的结果显示,满堂河和新开河黑臭现象得到逐步改善,辉山明渠黑臭现象依然严峻。本文发展的黑臭水体遥感识别算法主要是基于沈阳黑臭水体的光谱特征,仅在沈阳市进行了验证,将来还需在其他城市进一步验证,并且需要更多地考虑多种因素对水体反射率的影响。  相似文献   

二维随机介质对声波传播影响     

齐鹏  孙建国  孙章庆 《世界地质》2015,34(2):468-475

地层的形成是随机性和不确定性,用基于随机理论的方法来描述更为适合。利用随机介质建模的方法来描述地下介质中的小尺度非均匀性。为了考察小尺度非均匀性介质中声波的传播特性,建立了不同尺度的二维随机介质模型,利用有限差分法模拟随机介质中的声波场。分别对比不同自相关长度条件下地震记录及其波形与振幅谱,研究这些特征量与随机介质模型的自相关长度的关系。结果表明,自相关长度作为描述小尺度非均匀性尺度的参量,对声波在随机介质中传播影响很大。  相似文献   

兰州市基本公共服务水平的区域差异分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

孙建国  王红霞  张志华 《测绘科学》2017,42(5)

针对现有从乡(镇、街道)尺度研究基本公共服务水平空间差异较少的问题,该文以乡(镇、街道)为尺度,运用熵值法分析兰州市基本公共服务水平的空间差异。结果表明:得分最高酒泉路街道是得分最低哈岘乡的3.32倍,中等水平以下的区域占比为55.86%,说明空间差异较大且整体水平较低;较高和高水平区域沿铁路和公路成轴带状延展,而整体水平在东西和南北向均呈现出"n"形趋势;基本公共服务水平存在一定程度的空间关联,局部区域集聚效应显著;人口密度、经济和城市化水平均影响了基本公共服务的发展。研究结果可为相关政府部门推进兰州市基本公共服务均等化发展提供更加翔实的决策支持信息。  相似文献   

兰州市土地利用绩效的空间格局     

孙建国  脱丽娜  王中辉 《测绘科学》2017,42(3)

针对在微观尺度上土地利用绩效研究比较欠缺的问题,从乡(镇、街道)尺度开展兰州市土地利用绩效空间差异研究。根据前人工作基础确立土地利用绩效评价指标体系,运用熵值法计算和分析兰州市土地利用绩效的空间差异。结果表明,土地利用程度、效率与效益三者呈现出聚集且相似的空间分布特征;而土地利用可持续性空间分布趋势则比较离散;土地利用绩效值形成了4个高值中心区,较高值区分布在高值区的外围,低值区则分布在边缘地区;土地利用绩效的空间聚集性分为热点区、冷点区和异质冷点区3种类型,冷点区空间分布广,稳定性优于异质冷点区和热点区。研究结果为相关政府部门推进土地合理利用提供可靠详实的决策信息。  相似文献