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一种基于粘弹性模拟的隧道工程探测方法和装置
本发明隧道工程地质探测技术领域,具体提供一种基于粘弹性模拟的隧道工程探测方法和装置,所述方法包括如下步骤:根据隧道内施工环境的具体情况完成震源和传感器设置;每个震源激发后传感器自动进行数据采集并将数据收集存储,将收集...
郭旭李耀猛朱颜王峰聂永华张颖
一种流-固耦合的模拟方法、装置、设备及存储介质
本发明公开了一种流‑固耦合的模拟方法、装置、设备及存储介质,包括步骤如下:设定介质的物理参数及数值模拟参数,根据流‑固双相介质模型,自动判别当前计算节点介质属性;计算流体区域或固体区域的值,定义流‑固边界处的...
夏木明杨长春王灿云张文秀田飞李宗伟
热启动物理信息神经网络模拟优化
地震模拟在地震数据采集、地震反演以及地震资料解释等实际生产和方法研究中起着举足轻重的作用。地震模拟本质是求解动方程的初边值问题,物理信息神经网络(Physics-informed neural network,...
吴佳霖吴帮玉贾骏雄
关键词:地震波场模拟
谱元法模拟中网格质量影响的量化分析
2024年
本文旨在量化分析网格质量对谱元法正演模拟精度与收敛性的影响。研究首先通过理论计算,明确了网格歪斜度对拉格朗日多项式插值近似误差的影响,结果显示当网格歪斜度增加时,插值误差显著增大。在此基础上,对六种不同网格歪斜度的地质模型进行了谱元法地震正演模拟实验,实验结果显示:当网格剖分的歪斜度大于0.8时,模拟精度不受影响;歪斜度降至0.6时,吸收边界模拟开始出现不稳定;而歪斜度进一步降低至0.4及以下时,正演模拟出现严重不收敛现象。这些量化结果直接证明了网格质量对谱元法正演模拟的重要性,为网格质量评价和正演模拟精度、效率稳定性之间建立了可量化分析的桥梁,同时为优化网格剖分策略提供了科学依据。
白鹏刘卫华刘卫华韩德超马灵伟杨丽
关键词:谱元法地震波场正演模拟
黏声方程模拟的通用格式自适应系数频域有限差分方法
2024年
黏声方程常被用于描述地下介质的黏弹性及的传播现象,频域有限差分(finite difference frequency domain,FDFD)方法是黏声和黏弹性模拟的常用工具.目前FDFD黏声模拟常用的二阶五点方法和优化九点方法在一个长内的网格点数小于4时误差较大.通过令FDFD系数随一个长内的网格点数自适应从而提高FDFD方法的精度,本文针对黏声模拟发展了一种适用于不同空间采样间隔之比的通用格式自适应系数FDFD方法.同时,为了验证自适应系数FDFD方法对一般黏声模型的有效性,本文针对三个典型的黏声模型,分别采用解析解和基于高阶FDFD的参考解验证了所提出方法的有效性.本方法的FDFD格式通过在传统的二阶FDFD格式的基础上引入相关校正项得到,其中校正项按网格点与中心点的距离进行分类选取,同时校正项对应的自适应FDFD系数不仅和空间采样间隔之比相关,还和一个长内的采样点数相关.所需的自适应FDFD系数可通过声方程的数值频散关系和查找表高效给出.数值频散分析表明,在空间采样间隔相等或不等的情况下,以相速度误差不超过1%为标准,通用格式自适应系数FDFD方法所需的一个长内的采样点数均小于2.5.数值模拟实验表明,对于不同的空间采样间隔之比,相对于常用的二阶五点FDFD方法和优化九点FDFD方法,通用格式自适应系数FDFD方法均可在相似的计算量和内存需求下,有效提高黏声模拟的精度.
徐文豪巴晶J.M.Carcione朱鹤松
关键词:频域有限差分波场模拟
滑坡面瑞雷模拟及H/V谱比探测
2024年
滑坡是一种分布广泛、数量众多、危害巨大的地质灾害,准确确定滑坡滑动面对滑坡防治具有重大意义。传统的勘探手段,如钻探和地球物理方法在起伏较大的滑坡地形中具有诸多限制。本文以四川省屏山县东池庄滑坡为参考,建立了起伏地形软弱性土质滑坡模型,进行了瑞雷模拟并经过模式分离后计算求得水平/垂直(H/V)谱比曲线。对比分析了传播及H/V谱比曲线的特征,发现在110道检器排列中,中心部位检器的峰值频率可作为计算土石分界面的卓越频率。设计了土层厚度分别为25、31、35 m的滑坡模型,发现土层厚度与峰值频率呈负相关关系。给出了地层为黏性土与泥岩时的频率-深度经验公式,得到了连续滑动面信息,经验公式计算结果与实际模型吻合较好。
王芃邵广周恒翔天蓝笛瑄王国顺霍科宇
关键词:波场模拟
隧道盾构超前探中地震时距特征与模拟分析
2024年
地铁已成为当今最关键的交通工具之一,不仅快速而且很便捷。挖掘隧道是至关重要的一环,而盾构技术在此过程中扮演着核心角色。通过盾构机TBM (Tunnel Boring Machine)与超前地质探测技术的结合,我们能够有效预测并分析隧道前方的地质条件,这大大提升了施工的安全性。地震的传播和采集系统在地质探测中十分重要,通过分析不同类型地震的传播时间和路径,我们能更准确地理解地层结构。与传统的观测系统不同,本次使用的是环状观测系统,其中检器和可控震源均位于同一圆面上,这一新布局为研究时距曲线带来了新的视角和更深的意义。鉴于可用于盾构施工的超前探测方法较少,本研究通过数学分析法计算时距曲线,并建立二维隧道模型,使用有限差分法模拟隧道内的地震,旨在研究地震在各种地质异常条件下的响应特征,以期为隧道施工提供更高的安全保障。
寇雁菲陈三明何嘉鸣李俊
关键词:地震勘探盾构时距曲线波场模拟
基于卷积滤的谱元法在长时程模拟中的应用
2024年
地震数值模拟是深入认识复杂地下介质的重要手段.谱元法兼顾了有限元方法的传统优势,并提高了数值精度和稳定性,已成为目前地震数值模拟中最常用的方法之一.随着超大规模并行计算的普及和发展,高分辨模拟所需的网格尺寸越来越小,网格规模越来越大,导致长时程模拟的大步长需求越来越高,成为倍受关注的研究热点.区别于传统的保结构算法,本文采用时间频散变换对时间离散引起的误差进行补偿,并引入空间滤用于打破CFL(Courant-Friedrichs-Lewy)条件对时间采样间隔的限制.为了克服谱元法中因为非均匀空间采样点引起的滤频谱计算难题,本文采用空间卷积滤替换传统频率域滤,有效的降低了算法的计算需求.该滤方法也适用于复杂起伏模型的模拟.将本文方法用于保结构算法,并针对四阶辛Nyström方法进行了测试,显著增大了四阶辛Nyström方法的时间采样步长.新方法可以有效的用于地球自由振荡的模拟以及其他需要长时程数值模拟的工作中.
任骏声张怀周元泽张振石耀霖
关键词:谱元法
拓展有限差分稳定性条件的模拟方法、设备及介质
一种拓展有限差分稳定性条件的模拟方法,包括:基于数值模拟模型,进行时间步长迭代,采用空间滤的方法滤除出现在高数区域的分量(S1);所有时间步长迭代结束,保存时间迭代所得的数据(S2);针对数据中需...
高英杰张金海姚振兴
一种基于粘弹性模拟的隧道工程探测方法和装置
本发明隧道工程地质探测技术领域,具体提供一种基于粘弹性模拟的隧道工程探测方法和装置,所述方法包括如下步骤:根据隧道内施工环境的具体情况完成震源和传感器设置;每个震源激发后传感器自动进行数据采集并将数据收集存储,将收集...
郭旭 李耀猛 朱颜王峰 聂永华张颖

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杨顶辉
作品数:231被引量:843H指数:19
供职机构:清华大学
研究主题:数值频散 波场模拟 数值模拟 地震波 弹性波方程
李小凡
作品数:146被引量:615H指数:15
供职机构:中国科学院地质与地球物理研究所
研究主题:地震波 数值模拟 地震波场 弹性波 非均匀介质
汪文帅
作品数:51被引量:68H指数:5
供职机构:宁夏大学
研究主题:地震波场模拟 谱元法 辛格式 有限元法 超弹性材料
刘少林
作品数:31被引量:85H指数:6
供职机构:中国科学院地质与地球物理研究所
研究主题:地震波场模拟 数值模拟 有限元法 地震波场 三角网格
宋国杰
作品数:49被引量:68H指数:5
供职机构:西南石油大学理学院
研究主题:数值频散 离散化方法 声波方程 波场模拟 数值模拟