二维起伏地表条件下坐标变换法直流电场数值模拟   总被引：6，自引：2，他引：4  

孙章庆  孙建国  张东良 《吉林大学学报(地球科学版)》2009,39(3)

针对有限差分方法处理不规则边界难的问题,引入曲化平的思想,实现了一种新的基于坐标变换法的起伏地表条件下直流电场数值模拟方法.通过坐标变换,将物理空间的直流电场满足的基本方程和边界条件变换到计算空间;在计算空间内,利用有限差分方法对变换后的方程和边界条件进行数值分析;最后,将计算结果由计算空间映射回物理空间.精度分析及计算实例表明:本文提出的算法精度高,计算误差主要集中在源附近,且当源离地表较近时平均相对误差在1.0%以下;计算结果满足起伏地表条件下电位及视电阻率的分布规律.  相似文献   

利用纵波AVA进行裂缝储层和流体识别     

张建伟  陈天胜  宁俊瑞  孙建国 《物探化探计算技术》2009,31(6):594-597

裂缝储层的地震响应表现为各向异性,描述裂缝物理特征参数正柔量和剪切柔量是裂缝密度函数。含气裂缝和含油、水裂缝的剪切柔量相等;而含气时,正柔量不为零,含油、水时,正柔量为零。横波分裂能反演裂缝密度和方位,但是不能指示裂缝中流体类型。近年来,纵波速度和振幅的方位特征检测裂缝得到了广泛应用,这里根据线性滑动模型建立了描述裂缝物理特性参数和各向异性参数之间的关系,分析了流体类型识别的可行性,并利用多方位角纵波AVO反演各向异性参数和柔量参数,以此来预测裂缝中流体类型。  相似文献   

利用Munk公式和海底反射走时反演深海水体速度:理论     

孙建国 《吉林大学学报(地球科学版)》2021,51(1):1-12

为解决深海水体速度建模问题，建立了两个利用Munk公式和海底反射走时反演深海水体速度的反演理论，一个是射线走时反演理论，另一个是波动方程走时反演理论。具体地讲，是建立了地震波走时关于Munk参数的Fréchet导数和海森矩阵公式。为得到射线走时的Fréchet导数和海森矩阵，利用了3种不同的方法，即变分法、微扰法和Taylor级数展开法。这3种方法在理论上完全等价，其最终结果也完全相同。为得到波动方程走时反演理论中的Fréchet导数和海森矩阵，利用复合函数求导的链式法则对文献中的有关结果进行变换，以将其从面向速度本身的Fréchet导数和海森矩阵变换为面向Munk参数的Fréchet导数和海森矩阵。此外，还提出了实现利用Munk公式和海底反射走时构建深海水体声速剖面的5个策略，包括利用解析公式计算海底反射走时的由下至上的射线追踪策略，选用最简单的海底边界条件把数值模拟区域限定为水体的策略，用已知的深海声道轴深度和交替反演策略将四参数反演问题转简化为单参数反演问题的策略，由点到面，利用一维声速剖面公式实现深海水体的维速度建模的策略，以及用最简单的算法实现走时反演的最优化计算策略等。与常规走时反演相比，利用Munk公式进行的海底反射走时反演最多只需要反演4个参数，并可利用交替反演将四参数反演化为单参数反演，大大地减少了走时反演的计算量。  相似文献   

基于近代天线理论的钻孔电磁波法正常场     

孙建国 《地球学报》2002,23(6):567-571

钻孔电磁波法的正常场公式是进行各种钻孔电磁波探测理论研究和资料解释的基础，因此有必要将其建立在近代天线理论之上。通过对钻孔电磁波法中的基本电磁系统的分析讨论，证明了关于绝缘天线的广义传输线理论在钻孔电磁探测和电磁波测井中的可应用性，并给出了在一般条件下的基于广义传输线理论的钻孔电磁波法正常场公式。通过与经典的正常场公式的定性对比发现，基于广义传输线理论的正常场公式既包含了天线本身绝缘层的作用，又考虑了钻孔的影响。因此，本文提出的公式能提供更多的关于围岩和钻孔流体的电磁性质的信息，应能成为跨孔电磁成像和电磁  相似文献   

高吸收地区的电磁波场特点与钻孔电磁波法的工作频率选择     

孙建国 《物探与化探》1987,11(4):314-317

利用钻孔电磁波法找寻高吸收背景上的高阻地质体,已取得明显效果[1]。但由于采用了初始辐射常数E0,使得对高吸收地区的电磁波场特点的分析只限于指数衰减项。这样的分析方法,必然导致一个这样的概念,即在高吸收地区,工作频率选择得愈低愈好,以减少由吸收系数引起的指数衰减,增加透视距  相似文献   

复杂地表条件下地球物理场数值模拟方法评述   总被引：20，自引：5，他引：20  

孙建国 《世界地质》2007,26(3):345-362

在将起伏地表、复杂近地表构造以及复杂近地表岩性的任意组合统称为复杂地表的一种广义诠释下，分别对近地表岩层或土层的数学物理模型以及对地震波场、电磁波场、稳定电流场、重力场和磁力场在复杂地表条件下的数值模拟方法进行了分析和评述。结果表明，近地表数学物理模型并不是越复杂越好。实践中，要根据计算量以及所要解决的地质问题综合考虑。目前所用到的诸多数值模拟方法，如有限差分法、有限单元法、广义有限差分法、伪谱法、积分方程法和射线法等各有千秋，只要应用得当都能得到正确的结果。作为非网格法代表的积分方程法在对复杂地表和模型内边界的精确描述方面要优于以有限差分法为代表的网格法，而网格法在对模型的适应程度上要优于非网格法。传统的几何射线法在经过一定的修改和补充后，例如加入自由界面转换系数、采用几何绕射理论和Maslov方法，即可用于解决复杂地表条件下的波场数值模拟问题。对于重力场和磁力场，其在起伏地表条件下的空间换算（转换）问题在实质上也是一种正演问题，可纳入到复杂地表数值模拟的框架内去理解和处理。虽然国内外的研究者在复杂地表数值模拟领域内已经做了大量的工作，但离实际应用还有很大的距离。  相似文献   

阿尔奇(Archie)公式：提出背景与早期争论   总被引：9，自引：7，他引：9       下载免费PDF全文

孙建国 《地球物理学进展》2007,22(2):472-486

根据关于岩石电学的早期资料，介绍了阿尔奇公式的提出背景和当时身处学术界和测井界的研究者和工程师们围绕阿尔奇公式所展开的一系列研究和论战.回顾与分析证明：围绕阿尔奇公式所进行的早期论战在于地层因子F及指数m和n.具体的论战焦点有四个：（1）地层因子的表达式F=1/m是否合适；（2）m和n是否具有物理内涵；（3）m和n的值到底是常数还是变数；（4）m和n与岩石的内部结构是否有关.在经过近20年的研究和论争后，即在1960年左右发现指数m和n与岩石的结构、构造以及孔隙流体的饱和度和流体替换的历史有关.此外，还发现岩石的湿润性和超毛细管孔隙度对岩石的电阻率也有很大的影响.虽然阿尔奇公式影响深远而且在岩石物理学和石油测井的发展中具有划时代的意义和里程碑式的作用，但是没有考虑泥质、淡水、低孔隙、非均匀几何参数分布（孔隙度、曲折度）、非均匀饱和度分布、各向异性以及参数a和b对岩石电阻率的贡献和隐藏在这些参数和因素后面的物理机制.因此，在应用阿尔奇公式时必须注意有关的应用条件.此外，根据完全水饱和公式ρ0=FρW=aρW/m和部分水饱和公式ρt=Iρ0=bρ0S-nW来研究F、I、a、b以及m和n与岩石的内部结构、孔隙分布以及孔隙流体和岩石颗粒之间的物理及化学相互作用的关系具有反问题的特点.所以，围绕阿尔奇公式的研究和争论将有可能会伴随着时代的进步和科学技术的发展一直进行下去.  相似文献   

基于波前构建的射线追踪:一种Java实现   总被引：3，自引：2，他引：1  

孙建国  何洋 《吉林大学学报(地球科学版)》2007,37(4):814-820

针对波前构建法射线追踪在实现过程中存在的困难和问题,提出了一种基于Java语言的实现方案。与常规的Fortran实现方案相比,Java实现避免了由射线插值和网格变换所带来的额外数据重排及数据点反复标记问题。因此,在计算过程中可以随时对数据点进行插入操作而不用考虑再定位问题。鉴于在关于波前构建法的文献中很少涉及算法和计算流程的设计问题,首先对波前构建法的基本方程、数值计算方案、计算流程及具体算法进行了简要的回顾和讨论,然后讨论了Java类和Java函数设计。我们的经验和数值计算结果表明,用Java语言实现的波前构建过程能够降低编程工作的难度、提高射线追踪的计算效率并且为今后的跨平台开发提供良好的基础。  相似文献   

基于空间特征的二维矢量地图可逆水印算法原理     

曹刘娟  门朝光  孙建国 《测绘学报》2010,39(4):422-427,434

可逆水印技术能够在精确提取水印信息的同时,完全无损恢复原始载体数据,更适用于矢量地图版权保护.提出一种基于空间特征的二维矢量地图可逆水印算法.该算法在保持矢量地图特征点相对位置的前提下,根据密钥对特征点位置进行非线性置乱,避免非授权用户对矢量地图高精度数据的使用,并在置乱后的特征,占'中嵌入水印信息,能够在提取水印信息的同时无损恢复原始矢量数据.实验结果表明该水印方案严格可逆,具有较好的隐蔽性.  相似文献   

2.5维地震波数值模拟评述：声波模型   总被引：2，自引：1，他引：1       下载免费PDF全文

孙建国 《地球物理学进展》2009,24(1):20-34

本文的目的是对基于声波模型的2.5维地震波数值模拟工作进行评述,以便能够找出其存在的问题和解决这些问题的可能途径,根据定义,2.5维问题是三维问题中的一种特殊情况,其特点是:(1)介质参数沿走向保持为常数;(2)场源具有球对称性;(3)场源和接收点均位于垂直于走向的直线上,与三维数值模拟问题不同,2.5维数值模拟问题分为两部分:(1)在垂直于走向的平面内用数值方法解相应的微分方程,这在实质上是二维问题;(2)采用积分变换或其他方法处理来自于计算平面外的影响,这实际上是将一个特殊的三维问题转化成为了无限多个(在离散情况下是有限多个)二维问题的叠加,与二维模型相比,2.5维模型能得到计算平面内的精确地震波振幅信息,鉴于声波模型是反射地震偏移成像理论和应用研究中的基本数据模型,所以对2.5维声波数值模拟的研究具有重要的意义,根据对计算平面外传播效应的处理方式可以将到目前为止提出的2.5维声波数值模拟方法分为四类:(1)几何射线法;(2)滤波校正法;(3)Fourier变换法;(4)近似波动方程法.其中,几何射线法具有直观、快速的特点,但是在焦散区内失效,滤波校正法只在均匀介质条件下严格成立,在一般条件下只是一种精度难以估计的近似,Fourier变换法是一种经典方法,其研究程度已经相当深入,该方法的基本思想是通过沿走向的Fourier变换将2.5维问题转化为有限多个二维问题,从而,对反变换的数值实现直接影响到该方法的精度和效率,近似波动方程法的宗旨是针对2.5维波动问题建立专门的波动方程,与Fourier变换法相比,近似波动方程法等同于一个二维数值模拟,因此可以大大地降低计算量,但是,根据笔者所掌握的资料,到目前为止提出的几个近似波动方程不是具有很大的振幅误差,就是难以进行数值计算,因此,有必要对近似波动方程的形式进行进一步的研究.  相似文献