三维波动方程时空域混合网格有限差分数值模拟方法   总被引：1，自引：0，他引：1  

胡自多  刘威  雍学善  王小卫  韩令贺  田彦灿 《地球物理学报》2021,64(8):2809-2828

常规高阶和时空域高阶有限差分方法广泛应用于三维标量波动方程的数值模拟,这两种差分方法仅利用笛卡尔坐标系中的坐标轴网格点构建三维Laplace差分算子,相应的差分离散波动方程本质上仅具有2阶差分精度,模拟精度低.本文将三维笛卡尔坐标系中非坐标轴网格点分为两类:坐标平面内的非坐标轴网格点和坐标平面外的非坐标轴网格点,系统推导出了两类非坐标轴网格点构建三维Laplace差分算子的方法,进而提出了一种利用坐标轴网格点和非坐标轴网格点共同构建三维Laplace差分算子的混合网格有限差分方法,并利用时空域频散关系和泰勒展开建立差分系数方程,推导出了差分系数的通解.相比常规高阶和时空域高阶差分格式的2阶差分精度,时空域混合网格差分离散波动方程理论上能够达到任意偶数阶差分精度,模拟精度显著提高,同时稳定性更强.频散分析表明:相比常规高阶和时空域高阶差分格式,在计算效率基本相同时,时空域混合网格差分格式能更有效地减小数值频散,减弱数值各向异性,模拟精度更高;在模拟精度基本相当时,混合网格差分格式能采用更大的时间采样间隔,计算效率更高.数值模拟实例进一步验证了混合网格差分格式在提高模拟精度和计算效率方面的先进性,也验证了其普遍适用性.  相似文献   

考虑属性和空间逻辑的地震灾情数据清洗器设计与实现     

张莹  郭红梅  尹文刚  赵真  胡斌 《地震研究》2021,44(1):78-86

针对目前地震灾情信息普遍存在的质量问题,根据灾情数据的属性逻辑,采用逻辑分离的清洗框架中基于规则引擎的数据清洗方法进行初步清洗;再从灾情数据的空间逻辑关系出发,通过聚类分析进一步修正数据中存在的错误,弥补基于逻辑分离的清洗框架在孤立点异常检测方面的不足。基于上述规则引擎与空间聚类相结合的清洗技术,设计并实现了一种考虑属性和空间逻辑的地震灾情数据清洗器,并应用于2017年"8·8"九寨沟7.0级地震,分析四川省地震灾情快速上报接收处理系统接收到的客观震感灾情信息。结果表明:地震灾情数据清洗器可快速检测并修正异常的灾情信息,有效提高接收到的灾情数据质量。  相似文献   

邻近算法在微地震震源位置和一维速度模型同时反演中的应用     

田宵  汪明军  张雄  张伟  周立 《中国地震》2021,37(2):452-462

微地震事件的空间分布可以用来监测水力压裂过程中裂缝的发育情况。因此,震源定位是微震监测中重要的环节。震源定位依赖准确的速度模型,而震源位置和速度模型的耦合易导致线性迭代的同时反演方法陷入局部极小值。邻近算法作为一种非线性全局优化算法,能够最大程度地避免陷入局部最优解。本文将邻近算法应用于单井监测的微震定位和一维速度模型同时反演,首先利用邻近算法搜索一维速度模型,再使用网格搜索方法进行震源定位,并根据定位的走时残差产生新的速度模型,最后通过若干次迭代使其收敛到最优解。理论和实际数据结果均表明该方法能够避免局部最优解,得到较为可靠的震源位置和一维速度模型。  相似文献   

青海玛多MS7.4地震时空丛集特征研究     

李小晗  郑建常 《地震地磁观测与研究》2021,42(z1):17-19

1 研究背景 青海及邻区隶属青藏块体东北部,地处古欧亚大陆边缘活动带,对地壳活动反应敏感,是西北地区构造运动活跃、中强地震集中多发地区之一(马茹莹等,2017;余娜等, 2020).据统计,自2000年以来,该区域共发生5级以上地震45次,其中最大为2010年4月14日青海玉树MS 7.4地震.2021年5月22日,该区域时隔11年再次发生7.4级地震,震中青海果洛州玛多县.文中利用该区域2011年—2021年5月19日中国地震台网中心统一目录,基于最邻近事件距离和混合概率密度函数拟合方法,结合b值等结果,分析此次玛多MS 7.4地震前区域小震丛集特征.  相似文献   

模拟退火算法在江苏及邻区地震定位中的应用     

于悦颖  李正楷  周昱辰  杨驰 《地震地磁观测与研究》2021,42(4):51-56

使用模拟退火算法,以2019年4月6日江苏溧水M_L 3.3地震为典型震例,进行地震定位反演试算,确定适用于江苏及邻区地震定位的最佳初始温度、降温策略和扰动函数。设置初始温度为25,降温策略为T = 0.96T,选用效率较高的局部收敛加强型方法产生随机模型,对2019年江苏及周边地区105次M_L≥1.8地震进行重新定位,结果表明,76%的事件震中经、纬度定位误差绝对值在0.1°以内,但深度定位误差较大。鉴于该算法对P波到时信息及地震台站空间分布的依赖性,认为模拟退火算法在江苏及邻区陆地地震定位中效果较好,对于海域地震,则定位误差较大。  相似文献   

基于改进Delaunay三角剖分算法的微地震数据SRV估算与应用     

王旭林  李玉海  王鹏  王晓阳  吕明慧 《地球物理学进展》2021,36(2):689-695

影响页岩气藏改造效果的核心参数是储层的压裂改造体积(Stimulated Reservoir Volume,SRV),有效准确估算压裂改造体积有助于评估压裂效果.水力压裂过程中微地震事件点分布状态不规则,传统的SRV计算方法通过外接规则几何体进行计算,相应结果误差明显,进而采用Delaunay三角剖分算法来降低结果误差,但Delaunay三角剖分方法更适合处理凸数据集.若压裂裂缝网络比较分散,即存在一些非产能区域,该算法不能剔除该区域的影响,造成压裂改造体积估值偏大.针对该问题,本文提出了 一种基于三维不规则包络体的SRV计算方法,首先使用DBSCAN算法对微震事件点进行聚类处理,排除微震事件的异常定位点的干扰,然后使用本文提出的边界凹陷算法,对裂缝网络内部非产能区域进行剔除,得出一个由多个四面体组成的封闭的三维包络体,通过计算其内部所有四面体的体积之和可估算出整体压裂改造体积.通过实测数据对本文方法进行检验,相应结果表明:计算获得的不规则包络体和微震事件空间展布特征具有较好的一致性,可明显消除非产能区域的影响,本文方法具有很好的可行性与准确性.  相似文献   

遥感数据的模糊不确定性及其处理方法探讨   总被引：11，自引：0，他引：11  

胡圣武  许辉  王新洲  潘正风 《地理与地理信息科学》2004,20(4):19-22

通过对遥感数据生成机理的分析,得出遥感数据存在不确定性,并进一步论证了不确定性中含有模糊不确定性,这样对遥感数据的不确定性处理更加全面和合理,从而达到提高遥感数据的精度和消除遥感数据不确定性的目的。综合国内外对遥感数据模糊不确定性的处理研究,探讨了几种处理方法,发现还没有一种方法能圆满解决遥感数据的模糊不确定性。  相似文献   

南京粉细砂空间孔隙结构表征单元体确定     

刘语  张巍  梁小龙  许林  唐心煜 《岩土力学》2019,40(7):2723-2729

确定统一的表征单元体(REV)尺寸是研究土体细观孔隙结构时首先需要解决的问题。使用6.5μm分辨率同步辐射显微CT扫描南京粉细砂试样,从土样三维重构模型的5个代表性部位提取5组立方体孔隙REV,对每个REV采用最大球算法分析,建立孔隙网络模型,从中提取孔隙率、单位体积孔隙数、孔隙平均体积、孔隙最小体积、孔隙最大半径、孔隙最小半径、孔隙平均半径、孔隙截面积平均形状因子等8个孔隙结构参数,建立其与REV尺寸间的相关性。利用假设检验T检验和F检验,最终确定样品孔隙结构参数的统一REV边长尺寸为400像素,即2.60mm。该方法可用于砂土、粉土等颗粒土体细观孔隙结构分析。  相似文献   

基于STA/LTA岩石破裂微震信号实时识别算法及工程应用     

陈炳瑞  吴昊  池秀文  刘辉  伍梦蝶  晏俊伟 《岩土力学》2019,(9):3689-3696

微震监测获取的数据中通常混有大量的非岩石破裂信号,该类信号目前主要通过人工经验进行识别与滤除,这消耗了大量的宝贵时间,严重影响灾害的防治和救援效率。对大量微震信号进行分析,发现STA/LTA算法在信号实时触发后能大致表征波形振幅和频率的变化,岩石破裂信号和非岩石破裂信号在延迟位置处R值具有差异性。基于此,提出了岩石破裂微震信号实时识别算法。新算法应用到白鹤滩水电站地下厂房、红透山和阿舍勒铜矿深部采场3个工程,岩石破裂事件识别的准确率分别是85.98%、92.45%和91.06%,非岩石破裂事件滤除的准确率分别是72.06%、83.11%和49.87%。该算法使基于岩石破裂微震信息的岩石工程灾害自动分析与预警成为可能,具有重要意义。  相似文献   

基于粒子群算法优化小波支持向量机的岩土力学参数反演     

阮永芬  高春钦  刘克文  贾荣谷  丁海涛 《岩土力学》2019,(9):3662-3669

常用的确定岩土力学参数的方法有原位测试和室内试验两种,但都存在一定的局限性,参数选择的合理与否,对设计计算及数值模拟分析结果的有效性影响很大。支持向量机法在理论基础和求解算法方面都具有明显优势,为确保岩土力学参数取值的合理性,采用支持向量机法对岩土力学参数进行反演。先通过小波分析理论构造出支持向量机的核函数,再用粒子群算法(PSO)分别优化Morlet小波、Mexico小波和RBF函数的支持向量机模型参数,通过小波支持向量机模型建立反演参数与沉降值间的非线性映射关系。根据正交试验和均匀试验对需反演的岩土力学参数进行设计,结合有限元软件进行计算分析,得到学习样本和测试样本。分别采用Morlet小波、Mexico小波和RBF函数得出的预测结果和原始数据进行对比分析,发现采用Morlet小波核函数预测效果更佳。使用Morlet小波核函数预测的参数输入到Midas模型中计算建筑物最终沉降量,比较计算值与实际监测值,其相对误差不超过8.1%。研究结果表明,该方法在岩土工程参数的反演中具有良好的应用价值,对今后岩土力学参数的确定及校核提供了一种新方法。  相似文献