基于多GPU加速的各向异性弹性波正演模拟

比较分析了在不同网格大小介质模型情况下,分别采用串行计算、CPU 16个线程并行计算和4块GPU并行计算进行各向异性弹性波动方程正演模拟的执行时间差异。发现在网格点为2563的大模型上,用4块GPU的并行模拟计算相对16线程并行计算与串行计算的加速分别为30倍与156倍。表明多GPU并行算法可以显著缩短数值模拟时间,而且模型网格越大,加速效果越显著。因此,在单机环境下进行大尺度模型的各向异性弹性波正演模拟,采用多GPU并行计算方式是一个合适的加速选择。     

弹性波层析技术的研究

章研究了弹性波计算机层析重建技术，并用Turbo C3.0实现了该数值重建过程，重建了弹性波在煤介中的波速分析，确定了被测物的实际位置和范围。     

浅层地下空间电磁波CT联合成像与分析

在城市地下空间利用时常会遇到溶洞等异常体,为了准确探查到溶洞的位置及其在空间中的分布,通过有限元法进行正演模拟,采用联合迭代法进行反演计算。利用电磁波CT方法对呈方形布置的多钻孔进行现场探测、模拟与计算,获得三维电磁波CT反演成像结果。结果表明：利用多孔之间的透视电磁波CT方法可以获得孔间透视地质信息,通过多孔透视数据立体反演,显著提高对地质异常体的空间分辨率。现场探测结果表明介质的吸收系数分布特征明显,其大小分布与地质介质分层对应,可以有效判断异常体的准确位置,工程应用良好。电磁波CT联合成像可以更为精确地获得异常体的空间分布,文章研究结果可为工程应用提供指导。     

瞬态瑞利波分析方法在探测地质体结构中的应用

介绍了探测地质体结构的一般方法,重点介绍了爆破地震波的特征及地震波的探测方法.又对最近发展起来的面波勘探技术做了分析,重点论述了瞬态瑞利波频散特性及其应用.在此基础上,实验了一种可以控制的爆破地震波震源,该震源利用水介质的均匀性及各向同性、不可压缩等特点,减少了爆炸冲击波对周围岩体介质的损坏,又保持了爆炸波功率大,能够提供尖锐的脉冲信号,频域范围大的特点,从而改变了爆破地震波震源不能重复和难以总结其规律的状况.利用瑞利波探测技术和可控爆源,对茅坪滑坡体进行了地质体结构探测,并对其地质体的分层特性做了详细分析,与钻孔勘探结果和挖竖井探测结果比较,二者有较好的一致性.说明结合瞬态瑞利波分析方法,该可控震源在地质体结构探测中有实际的应用价值.     

基于冲击弹性波CT的桥墩缺陷无损检测

文章阐述基于冲击弹性波的弹性波层析成像技术(简称CT)的原理及检测方法。通过实例,证明该项技术在对工程结构检测中有较显著的优点,弹性波(P波)速度分布能作为混凝土的物理性能(弹性模量、强度)定量指标,对提高混凝土结构施工质量起到过程控制的目的,弹性波CT技术在我国无损检测行业具有很好的推广和应用前景。     

基于EEMD-HHT变换的爆破损伤分析方法

为了研究爆破振动影响下的隧道围岩损伤地质雷达图像的演化规律,对围岩损伤模型进行基于时域有限差分法的正演模拟,并进行相应的场地试验.研究结果表明:对雷达信号进行EEMD-HHT变换得到的一阶瞬时振幅参量有效滤除了原始信号中高频电磁波的绕射和杂波干扰,突显了原始信号的特征信息;针对岩体裂隙损伤模型进行正演模拟,发现雷达信号...     

山区高速公路岩溶路基的地质雷达探测

在碳酸盐岩地区修建高速公路,最主要的隐患是岩溶发育易引发路基不均匀沉降、路基滑动、地表塌陷等地质灾害。为了查找隐患,采用时域有限差分法模拟了地表起伏、覆盖层厚度变化、不同充填效果时溶洞在地质雷达剖面上的反映特征,据此指导工程实测。并以贵州高速公路的部分路段勘察为例,介绍了地质雷达在岩溶地区路基勘察中的运用,取得了良好的效果。     

基于反周期扩展边界方法的单程波正演模拟

单程波动方程的正演模拟相对于基于双程波方程的正演模拟,有很多的优势。但是基于波动方程波场延拓中大都会存在边界反射吸收问题,常规的衰减型边界吸收条件在单程波正演模拟中难以达到较好的效果。而本文采用了反周期扩展边界条件可以很好的解决这个问题。经过模型试算对比可以说明,该方法具有更好的效果。     

弹性波方程的紧致差分方法

在对弹性波方程进行数值模拟时 ,低阶差分格式往往产生严重的数值频散 ,高阶显示差分格式需要用较多的网格点 ,不利于边界的处理。而紧致差分格式吸收了它们的优点 ,弥补了它们的不足。为此该文应用紧致差分格式的思想 ,发展了二维情况下弹性波方程初值问题的紧致差分方法 ,研究了它的稳定性 ,并用 Fourier方法分析了显示差分格式和紧致差分格式的相速度误差 ,最后利用紧致差分方法在粗网格条件下对地震波传播进行了数值模拟 ,并同五点四阶中心差分方法的计算结果进行了对比。结果表明 ,求解弹性波方程的紧致差分方法有效 ,且具有比同网格点差分格式更高的计算精度和较小的数值频散。     

各向异性介质弹性波场正演及偏移

大量数据表明地下岩层的地震各向异性是普遍存在的.然而在常规处理中,通常视地下介质为各向同性介质,这必然导致一定的误差.作者从弹性波动方程出发,用虚谱法正演模拟了横向各向同性介质中弹性波场,用弹性波多分量联合逆时深度偏移法,并在计算中很好地解决了边界反射问题,实现了多波多分量资料的偏移,获得了一些与各向异性介质有关的波场信息和认识.这些信息和认识有助于复杂地层成像和岩性参数反演.     

波导管中电磁波的平面波分析

以TE10和TM11型的波为例,探讨了将矩形波导管中的电磁波分解为平面波的问题．由于平面电磁波表达式简单,性质易于理解,作这种分解对科研和教学有一定的实际意义．     

弹性波的反射与折射

在Ｈｏｏｋｅ定律基础上研究了各向同性介质中波在自由面的反射及在两种介质分界面上的反射与折射。得出反射液、折射波的性质与入射波的种类、两种介质的性质及入射角的关系。     

新型网壳节点的弹塑性分析及试验研究

简要介绍了一种广泛应用于各类意志支,双层网壳结构的新型承插式节点,在弹塑性理论分析的基础上,进行了一组单向拉,压试验研究,为今后在实际工程中推广这种新型节点提供了可靠依据。     

非线性弹性杆中的孤波解及其数值分析

推导了非线性弹性杆中波动方程的一般形式,采用修正的完全近似法,得到了孤波的渐近解,并对其进行了数值分析,发现了钟状和振荡型两种孤波,理论和数值分析表明,孤波是由材料非线性和杆的横向效应相互作用引起的,其传播速度与波幅有关,波幅越大,坡传播速度越大;波宽与波速的平方根成反比,波速越大,波宽越窄;波宽与表征波的弥散效应的量有关。     

用平面波法分析矩形波导场模式理论

用平面波法分析了矩形波导场模型理论及其似输特性,有物理图谱清晰,各参量物理意义明确等优点,分析了结果同分离变量法一致。     

基于电磁场与电磁波的教学研究

电磁场与电磁波是电气、电子信息、通信等各类专业本科学生继“电路”之后必修的一门主干课程，基于该课程的特点，结合自身多年对本门课的教学研究，本文从教学大纲的制定，理论教学手段的改进，实践教学的开展等方面进行了系统的讨论，实践证明该方法教学效果好。     

弹性波波动方程不变性与弹性波参数变换

根据弹性波波动微分方程相对于伽里略坐标变换的不变性，导出了弹性波各种参数（波速、频率及波长）的变换公式得出了多普勒效应的普遍表达式，还权步讨论了弹性波强度的变换问题．     

非均匀磁化等离子体中电磁波的吸收特性研究

研究了磁化、稳定、二雏、非均匀等离子体中电磁波的吸收特性，讨论各种等离子体参数对吸收功率的影响；对每一分层的反射功率和透射功率进行了计算，得到吸收功率取决于电子密度、碰撞频率以及入射波的传播角．非均匀等离子体用分层来模拟．假定每一分层的电子密度为常数，但总的电子密度服从抛物线分布.     

电磁波在介质分界面上反射后的合成波

用Fresne公式推导出电磁波在介质分界上以任意角人射后入射波和反射波的合成波表示式,并对合成波的特性进行了分析。     

基于曲边平面谱单元的弹性波传播分析

针对现有的谱单元多将单元几何边界考虑为直线或平面,对具有复杂曲线或曲面形状的结构几何离散近似误差较大,从而影响了弹性波传播分析精度的问题,推导了一种亚参数曲边平面谱单元,对单元几何形状采用二次插值,对位移场函数可采用高于二阶的任意阶插值,并讨论了一般高次曲边/曲面谱单元的推导方法. 以矩形平面结构中的波传播分析为例,对比了曲边谱单元、直边谱单元及常规有限元的数值模拟结果,验证了单元的有效性. 以具有曲线边界的圆环结构中的波传播分析为例,对比了采用曲边和直边谱单元数值模拟结果的差异. 结果表明,采用直边单元近似曲边结构,由于几何误差较大,弹性波传播分析结果误差较大;曲边单元能够获得更好的模拟精度.