一阶弹性波方程数值模拟中的混合吸收边界条件   总被引：2，自引：1，他引：1  

任志明  刘洋 《地球物理学报》2014,57(2):595-606

Liu和Sen（2010和2012）在地震波场数值模拟中提出一种混合吸收边界条件. 该方法具有计算量小、容易实现及吸收效果好等优点. 但现有的混合吸收边界条件是针对二阶位移-应力方程设计的，存在稳定性问题. 本文首先推导了两种速度-应力单程波方程：二阶Higdon单程波方程和一阶Higdon单程波方程. 进而提出基于一阶弹性波方程的混合吸收边界条件方法. 在内部区域和边界之间引入一个过渡区域，通过单程波与双程波方程平滑过渡来消除人工边界反射. 为了改善混合吸收边界条件的吸收效果和稳定性，我们采用了能同时吸收纵、横波反射的一阶单程波方程和与变量位置有关的加权系数. 为了验证混合吸收边界条件的有效性，将其与常规分裂完全匹配层（PML）方法进行了比较. 数值模拟结果表明，与PML边界条件相比，混合吸收边界条件在耗用更小计算时间和存储量的前提下，可以获得更好的吸收效果. 另外，本文提出的两种混合吸收边界条件中，混合一阶Higdon吸收边界条件具有更好的稳定性.  相似文献   

基于GPU加速的Boussinesq类波浪传播变形数值模型     

孙家文  朱桐  房克照  刘忠波 《海洋工程》2020,38(2):111-119

Boussinesq波浪模型是一类相位解析模型,在时域内求解需要较高的空间和时间分辨率以保证计算精度。为提高计算效率,有必要针对该类模型开展并行算法的研究。与传统的中央处理器(CPU)相比,图形处理器(GPU)有大量的运算器,可显著提高计算效率。基于统一计算设备架构CUDA C语言和图形处理器,实现了Boussinesq模型的并行运算。将本模型的计算结果同CPU数值模拟结果和解析解相比较,发现得到的结果基本一致。同时也比较了CPU端与GPU端的计算效率,结果表明,GPU数值模型的计算效率有明显提升,并且伴随数值网格的增多,提升效果更为明显。  相似文献   

礁坪上波浪传播的数值模拟     

何栋彬  房克照  孙家文  刘忠波 《海洋通报》2018,(2):129-138

本文基于具备间断捕捉能力的二阶全非线性Boussinesq数值模型,对规则波和随机波在礁坪地形上的传播变形进行了数值模拟。该模型采用高阶有限体积法和有限差分方法求解守恒格式的控制方程,将波浪破碎视为间断,同时采用静态重构技术处理了海岸动边界问题。重点针对礁坪上波浪传播过程中的波高空间分布和沿程衰减,礁坪上的平均水位变化,以及波浪能量频谱的移动和空间差异等典型水动力现象开展数值计算。将数值结果与实验结果对比,两者吻合情况良好,验证了模型具有良好的稳定性,具备模拟破碎波浪和海-岸动边界的能力,能较为准确地模拟波浪在礁坪地形上的传播过程中发生的各种水动力现象。  相似文献   

不同高度数据联合欧拉反褶积法研究          下载免费PDF全文

周文月  陈昌昕  侯振隆  秦朋波  王泰涵 《地球物理学报》2018,61(8):3400-3409

基于不同测量高度重力场及其梯度数据可同时对应同一场源并用于反演场源位置的分析原理，拓展不同高度场数据在欧拉反褶积法中的应用范围.首先，立足于对欧拉反褶积方法的理论研究基础，提出不同高度数据融合联合欧拉反演公式.其次，在理论模型上对多种高度数据联合反演做了测试分析计算，验证了不同高度场数据融合联合欧拉反褶积法能够改善位场解释中单一观测面数据计算带来的解的发散问题，收敛过程由此改善.最后，将本文方法应用于龙门山地区实际重力数据的解释，获得了研究区断裂分布特征.  相似文献   

Evaluation of ASCE 7 equations for designing acceleration‐sensitive nonstructural components using data from instrumented buildings     

Hamidreza Anajafi  Ricardo A. Medina 《地震工程与结构动力学》2018,47(4):1075-1094

This study uses instrumented buildings and models of code‐based designed buildings to validate the results of previous studies that highlighted the need to revise the ASCE 7 F_p equation for designing nonstructural components (NSCs) through utilizing oversimplified linear and nonlinear models. The evaluation of floor response spectra of a large number of instrumented buildings illustrates that, unlike the ASCE 7 approach, the in‐structure and the component amplification factors are a function of the ratio of NSC period to the supporting building modal periods, the ground motion intensity, and the NSC location. It is also shown that the recorded ground motions at the base of instrumented buildings in most cases are significantly lower than design earthquake (DE) ground motions. Because ASCE 7 is meant to provide demands at a DE level, for a more reliable evaluation of the F_p equation, 2 representative archetype buildings are designed based on the ASCE 7‐16 seismic provisions and exposed to various ground motion intensity levels (including those consistent with the ones experienced by instrumented buildings and the DE). Simulation results of the archetype buildings, consistent with previous numerical studies, illustrate the tendency of the ASCE 7 in‐structure amplification factor, [1 + 2(z/h)] , to significantly overestimate demands at all floor levels and the ASCE 7 limit of to in many cases underestimate the calculated NSC amplification factors. Furthermore, the product of these 2 amplification factors (that represents the normalized peak NSC acceleration) in some cases exceeds the ASCE 7 equation by a factor up to 1.50.  相似文献   

Nonlinear pulsations of horizontal jets     

《Dynamics of Atmospheres and Oceans》2021

A shallow-water model with horizontally nonuniform density is used to study the dynamics of jet flows that arise under the influence of buoyancy and the Coriolis force. Within this approach, the jet is described by a self-similar compactly-localized solution and interpreted as a band of shear flow having a temperature contrast with the ambient fluid. In addition to stationary states, the dynamics of such jets admit cyclonic rotation with a constant angular velocity and transverse nonlinear pulsations. The phase portrait corresponding to this model shows that regimes with pulsating jets develop along closed trajectories bounded by the separatrix loop. The theory predicts that the period for warm jet pulsations is longer than the inertial oscillation period caused by the Earth’s rotation, while for cold jet pulsations, it is shorter. Thus, only warm jets can have a noticeable effect on the atmospheric dynamics in the synoptic range. In particular, they may well be responsible for additional spectral peaks that appear in this range of wind speed fluctuations.  相似文献   

甘肃白银厂铜多金属矿田重磁异常及构造特征北大核心CSCD     

郭小刚 《地质与勘探》2022,58(5):1057-1069

甘肃白银厂铜多金属硫化物矿田是受陆缘弧环境火山机构及其同生断裂控制的典型火山岩赋矿块状硫化物矿床(VHMS)。为了进一步探讨该矿床重磁场特征及与构造和矿床的关系,通过对区内的重磁场异常数据进行位场分离、小波分析和基于张量数据的三维欧拉反褶积自动确定地质体位置和埋藏深度的定量反演计算。结果表明,研究区布格重力场具有西部高、东部低的特征,其磁场可划分为4个磁场区;局部异常按一定分布规律呈圆形或似圆形正负相间分布,不同尺度的重磁细节异常图在一定程度上反映出引起重磁异常的地质异常体具有一定的延深且分布稳定,而且这些地质异常体具有向深部复合的趋势。经位场分离后正负相间的剩余重磁异常分布范围和分布特征大致反映了白银厂奥陶纪中酸性火山岩建造构造为一个继承性的火山穹窿构造,东、西部不同的重磁异常特征说明东西部的火山喷发具有不同的基底、源区和喷发方式。发育NW向、NE向、近NS向、NEE向等4组断裂构造,近NS向断裂F3、F4、F5、F6、F7形成时间稍晚于NEE向断裂,其与NEE向断裂F1、F2共同形成了研究区棋盘网格状的构造分布特征,这两组断裂为研究区内主要的控岩、控矿断裂。火山机构的分布明显受断裂构造控制,火山口集中分布在深大断裂、大断裂或两组断裂的交汇处。矿田内各矿床及成矿有利地段均处于研究区中部低缓重磁异常场内正负磁异常变化的梯度带内。本次研究为控矿要素研究和开展找矿预测工作提供了丰富、翔实的地球物理资料。  相似文献   

基于欧拉反褶积法的无人机航磁找矿应用     

乔中坤  马国庆  于平  周文纳  张志厚  焦健  周帅  孟兆海  唐水亮 《吉林大学学报(地球科学版)》2021,51(2):552-560

无人机航磁测量以其高效、安全、低成本等优点逐渐应用到中小面积大比例尺资源勘探领域。本文针对安徽芜湖市三山区22 km²区域构造刻画和找矿前景预测,开展1∶20 000高精度无人机航磁测量工作;推导了欧拉反演求解过程,并分析对比构造指数选取,使用构造指数为0的欧拉反褶积对航磁数据进行反演求解,获得地下磁异常体构造边界解集信息;将其应用到研究区域航磁数据反演,根据反演得到的边界位置和深度信息圈定了18处断裂,并结合异常特征给出了8.7 km²岩浆岩分布区,根据宁芜区域铁矿成矿特点,圈定岩浆分布区及边界为成矿详查区。  相似文献   

基于单位四元数的单独像对相对定向     

柳建锋  盛庆红  王惠南 《测绘工程》2015,(6)

目前对单位四元数描述空间旋转的应用,基本上是将其转换成旋转矩阵的形式,而忽略了单位四元数描述空间向量旋转具有描述几何关系的直观性以及运算简洁的优势。基于此提出一种基于单位四元数的单独像对相对定向法,方法首先采用向量描述同名光线,然后利用单位四元数描述立体像对中左右影像同名光线的变换关系,建立单位四元数共面条件方程模型,再按照带有约束条件的间接平差原理进行最小二乘平差,确定相对定向元素。针对RC30航空影像和低空无人机影像采用单位四元数法分别进行单独像对相对定向实验,结果表明单位四元数相对定向方法计算精度较高,为解决摄影测量中坐标变换问题提供更多选择。  相似文献   

Modeling of iceberg drift in the marginal ice zone of the Barents Sea     

《Applied Ocean Research》2019

The paper is focused on the analysis of the drift of tabular iceberg observed in 2009 in the marginal ice zone of the North-West Barents Sea. Momentum balance equations are derived from the Kirchhoff equations describing plane motion of solid body in an ideal fluid. Field works performed on the drift iceberg and on the drift icenear the iceberg are described. Results of the field works and numerical simulations of the iceberg drift and rotation are performed and discussed. It is shown that acceleration of water flow around the iceberg has visible influence on the iceberg drift. Kinetic energy balance of drift iceberg is used to estimate the forces applied to the iceberg by the drift ice.  相似文献