结构混合试验边界协调技术与应用          下载免费PDF全文

张钰 《地震科学进展》2019,(10):73-73

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三角网格谱元法地震波场数值模拟   总被引：5，自引：0，他引：5  

刘有山  滕吉文  徐涛  刘少林  司芗  马学英 《地球物理学进展》2014,(4)

谱元法结合了有限元法的灵活性和谱方法的指数收敛性,高效且高精度,是近年来发展的一种重要的地震波场数值模拟方法.经典的谱元法采用四边形(六面体)网格,利用一维Gauss-Legendre-Lobatto(GLL)积分的张量积得到对角的质量矩阵,以大大提高计算效率,但是四边形(六面体)网格不能够灵活地刻画复杂的几何模型的弯曲界面.为此,在谱元法中引入三角形(四面体)网格到二维(三维)是十分必要的.不同于经典的谱元法,在非结构化网格中不能使用GLL积分的张量积,使得非结构化网格的谱元法的实现存在着诸多的困难.目前,比较流行的三角网格谱元法,通过使用KoornwinderDubiner(KD)正交多项式,并正交化这些KD多项式构建基函数,同时利用重合的插值节点和积分节点以获取对角的质量矩阵;它所使用的积分点为优化的点集——Fekete点,且这些积分点能与四边形网格完全耦合.相比于四边形,三角网格谱元法能显著提高复杂模型的描述能力,对起伏地表模型有很大优势.本文引入高效的最佳匹配层(PML)吸收边界条件,并通过数值试验将三角网格谱元法与经典的谱元法进行对比研究.相比于经典的谱元法,三角网格谱元法显著缺点为较低的计算精度.对于7阶谱元,为了能够精确地模拟面波,三角网格谱元法需要在每个最短的面波波长内至少有11个采样点,然而经典的谱元法仅需4个采样点,并且前者所需的内存量约为后者的5.5倍.  相似文献   

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   

边界条件对碎石层降温效果及机理的影响   总被引：22，自引：14，他引：8  

赖远明  张明义  喻文兵  高志华 《冰川冻土》2005,27(2):163-168

对平均粒径为22.1 cm, 厚度1.3 m, 边界为开放和封闭的碎石层进行了一系列的实验. 从环境温度为最高和最低时刻封闭碎石层内的温度和速度分布可知: 当碎石层上表面温度低于下表面时, 碎石层自下向上的散热由空气对流和碎石间的热传导来完成; 当上表面温度高于下表面时, 自上向下传递的热量由碎石接触面间的热传导完成, 此时, 由于其内部的空气几乎静止, 能阻隔热量的传入, 因此封闭边界的碎石层具有热半导体特性. 而开放边界的碎石层, 当平均温度为0.5 ℃的空气从上表面吹过时, 碎石体内的热量传递主要是靠强迫对流来完成, 热半导体效果不明显, 不利于使其下面的冻土降温.  相似文献   

基于S波段双极化雷达的变分法的定量降水估计算法          下载免费PDF全文

刘陈帅  张阿思  陈生 《热带气象学报》2022,38(3):422-432

基于比差分传播相移(K_DP)的降水估计算法R(K_DP)相较于传统基于水平反射率因子(Z_H)的算法R(Z_H)的表现更优。在雷达实际运行中,由于随机误差和后向散射相位(backscattering phase)的影响,可能出现负的K_DP。运用一种基于变分的雷达定量降水估计混合算法(V-RQPE)。该算法用变分拟合方法重构差分相位(Φ_DP),用一种新的稳健的边界条件求解方法,在消除随机误差的同时获得非负的K_DP,进而进行降水估计。随后我们使用2017年5月7日广州S波段雷达的回波数据和地面雨量站观测数据进行验证,同时使用了六种不同的算法进行对比,结果显示,在1小时累计降水估计中,V-RQPE表现最好,在24小时累计降水估计中,V-RQPE和基于变分拟合的K_DP的降水估计算法(R-VKDP)表现最好,实验结果表明变分拟合方法对雷达降水估计能力有显著提升。   相似文献   

苍溪县麻柳树湾滑坡稳定性分析     

《四川地质学报》2022,(Z2):48-50

广元市苍溪县东溪镇麻柳树湾滑坡危害程度高,通过工程地质条件分析,确定滑坡的边界条件与影响滑坡稳定的相关物理力学参数,在此基础上计算并分析其稳定性,为进一步的工程治理措施设计提供了依据。  相似文献   

黏弹性介质中瑞雷波有限差分数值模拟与波场分析     

王常波  田坤  刘立彬  李国磊  张学涛 《CT理论与应用研究》2019,28(2):153-166

瑞雷面波经常被用来反演地表浅层横波速度，受到越来越广泛的关注。对瑞雷波的研究一般都基于完全弹性介质，而实际地层更接近黏弹性介质，对黏弹性介质中的瑞雷面波进行模拟更具实际意义。本文采用广义标准线性体模型来描述黏弹性介质，并采用交错网格有限差分法对考虑水平自由表面的黏弹介质进行正演模拟，再与弹性介质中的结果进行对比分析。首先采用非线性最优化算法根据期望常数品质因子直接求取松弛时间来拟合常Q模型，并给出广义标准线性固体的具体算例，实施自由表面条件时采用声学-弹性边界近似法，通过剪切模量不变来考虑自由表面上、下横向应力保持连续的条件。对于非自由表面，采用非分裂的多轴卷积完全匹配层来吸收波场。然后对几种典型的数值模型进行正演模拟计算，数值解与解析解的对比验证了本文方法的准确性与有效性，正演结果的对比表明波场尤其是面波频散会受黏弹性影响，因此有必要在面波勘探中考虑黏弹性因素。   相似文献   

高效优化非分裂PML边界二阶标量波方程数值模拟方法     

杨凌云  吴国忱  李青阳 《吉林大学学报(地球科学版)》2019,49(6):1755-1767

卷积完全匹配层（convolution perfectly matched layer，CPML）吸收边界是一种高效处理波动方程数值模拟中人工边界反射波的方法。本文基于传统的一阶系统CPML吸收边界条件推广并推导了新的二阶系统CPML边界条件（NCPML）。与常规二阶系统CPML边界条件不同，新边界条件推导的核心思想是在复数-频率域中忽略部分衰减因子空间变化特性，避免其在时间域产生复杂卷积算子，然后反变换至时间域得到基于CPML吸收条件的二阶标量波方程，并应用于二阶标量波方程数值模拟。均匀介质模型测试验证了NCPML吸收条件在内存使用上相对于常规二阶系统CPML与SPML（split PML）吸收条件更少。在对人工边界反射的吸收效果上，NCPML稍逊色于常规二阶系统CPML，但二者均相对于SPML优势明显。最后通过层状模型和Marmousi模型测试验证了NCPML的稳定性及其在效率上的优势。  相似文献   

基于二次场的可控源电磁法三维有限元-无限元数值模拟   总被引：2，自引：2，他引：0       下载免费PDF全文

张林成  汤井田  任政勇  肖晓 《地球物理学报》2017,60(9):3655-3666

本文提出了一种新的混合有限元-无限元三维可控源电磁法(CSEM)问题快速高精度正演模拟算法.首先从电场双旋度方程出发,推导了水平电偶极子源的二次场边值问题,采用无限元代替截断边界条件和有限元离散内部计算区域的新策略,达到减小计算区域的目的,基于并行直接求解技术,实现多源CSEM问题的快速精确求解.其次,通过层状解析模型测试,一方面验证了新算法的正确性,另一方面通过与其他三种已知CSEM问题求解策略进行对比,表明了本文提出的基于二次场有限元-无限元算法具有离散区域小、求解速度快和计算精度高等优点.最后,通过3D模型计算,清晰直观地模拟了场源阴影效应,为野外数据的处理与解释提供指导.  相似文献   

VisualModflow模型在白涧铁矿区矿井涌水量预测中的应用   总被引：1，自引：1，他引：0  

冯更辰  郝俊杰  谭俊  徐素娟 《中国岩溶》2011,30(3):271-277

在兮析确定白涧矿区水文地质边界条件的基础上,运用宴测资料对Visualmodflow模型进干亍识别和验证,同时修正了舍水层的参数,修正后的模型较为可靠,可用于白涧矿区涌水量的预测。依据矿区奥灰含水层边界箨件和渗透系数的不同,设计了-200m和-400m水平面不同边界及渗透系数三个方棠对矿并的涌水量进行预测。结果表明：方案2的涌水量比较合理。能较真实的反映白涧铁矿矿雄分布区水位疏降至-400m时的涌水量情况,预删其涌水量为7505m3／h。  相似文献