基于补偿电极的对称四极直流电阻率法数值模拟

首先介绍一种新的基于补偿电极的对称四极直流电阻率探测方法。利用有限元分析软件,对地下存在异常体的二维介质模型进行了数值模拟分析,数值计算出地下不同深度低阻和高阻水平柱体、低阻和高阻垂直板状体的视电阻率剖面曲线。不同深度视电阻率剖面曲线存在如下特征：异常体投影点上方曲线存在明显的异常变化；存在补偿电流的曲线异常幅度大于无补偿电流的异常幅度；浅埋深的异常幅度大于深埋深的异常幅度。     

层状介质中垂直磁偶极子的地－井电磁场响应

针对层状介质模型,在忽略井眼影响的条件下,利用边界条件推导出垂直磁偶极子源在全空间中的电磁场。选用Ａｎｄｅｒｓｏｎ提出的汉克尔滤波系数,采用自适应的线性滤波算法编制了计算程序,对几种典型地电模型在井中的电磁场及视电阻率进行了计算。计算结果显示,当高阻基底之上存在低阻层时,在井下一定深度范围内观测会出现电磁场的假极小值异常,假极小值出现的深度与低阻层的电阻率以及厚度有关;与地面观测相比,地－井电磁场观测方式可削弱浅部高阻覆盖层影响,从而提高深部探测的精度,更好地反映下部低阻层的特性。     

二维横向不均匀性对频率域电阻率测深的影响

当地表或地下存在异常体时,电性的横向不均匀性会导致视电阻率测深曲线产生畸变。为了揭示横向不均匀性对频率域电阻率测深影响的规律,首先根据高频平面电磁波的趋肤效应,计算出异常体正上方测点测深曲线受电阻率横向不均匀性影响的起始工作频率,然后利用有限元法对含低阻体的二维模型进行正演计算,总结了横向不均匀性对视电阻率测深曲线的畸变特征。研究结果表明,地下介质的横向不均匀性影响与极化模式、异常体属性(厚度、宽度、电阻率)、频率相关。     

利用纵向电导进行一维直流电测深直接反演

根据DarZarrouk曲线与视电阻率曲线基本重合的性质,以及纵向电导和横向电阻的概念,推导出一种利用视电阻率曲线直接反演垂向电阻率分布的方法。把大地表示为一维层状均匀模型,每个极距对应一个深度,深度之间地层电阻率不变,把某个深度之上的横向电阻率和纵向电阻率用对应的视电阻率代替。公式中不用求对数,只需简单的运算即可把视电阻率随极距变化的曲线直接转换为电阻率随深度变化的曲线。算例表明,本方法能反演复杂的一维模型,可以为进一步的精确反演提供初始模型。     

用相对视电阻率差确定砂层出水量

利用生产上常用的“四极对称电阻率测深法”和我们研究成功的新方法“五极垂向电位测深法”测得地下相同深度的相对视电阻率差值,它在数值上恰好等于砂层出水率q.(m~3/h·m·m);利用砂层“相对视电阻率差”曲线异常面积可准确可靠地确定机井单位出水量q(m~3/h·m),进而可计算出机井单井出水量 Q(m~3/h).解决了以往“物探找水”只能测定地下水水质而不能确定出水量这一长期未解决的课题.“相对视电阻率差”曲线还可以准确确定地下水埋藏深度,能够较详细地划分地层剖面.     

坑道环境对电阻率测深影响的模型试验

在坑道直流电阻率法探测中,由于受坑道及坑道内各种工程设施的影响,其电阻率异常会发生严重畸变,增加了资料解释难度甚至造成错误的解释。根据物理模拟的相似性原则,设计了模型试验以研究坑道环境的影响：在土槽中挖一空腔作为坑道,用钢筋和低阻球体代替轨道及施工机械,旁侧异常体设计为低阻铜球和高阻空腔。结果表明,坑道环境对电阻率测量存在影响,坑道直流电阻率实测数据解释前必需消除其影响。经用差值法、比值法和综合改正方法对实测数据进行改正,并对比改正前后数据的2.5维反演结果,这3种方法都能很好的消除坑道环境影响。     

任意形状水平电性源瞬变电磁全区视电阻率计算

传统电性源瞬变电磁法的资料解释多采用反函数迭代法计算长直导线源的全区视电阻率,该方法计算效率低,适用性有限。考虑到野外实际工作中水平接地导线源形状可能发生变化,给出了一种适应于复杂电性源发射的全区视电阻率定义方法。首先,利用电偶极子叠加原理得到了任意形状水平电性源瞬变电磁场的表达式; 接着,研究了均匀半空间下磁场强度及其时间导数的平移特性,通过理论公式推导给出了基于两种方式定义的全区视电阻率计算方法,该方法无需迭代,计算精度高、速度快; 最后,通过设计几种不同的地电模型,验证了用该方法求取全区视电阻率的可行性及有效性。结果表明:全区视电阻率能够很好地反映目标体的地电断面信息,对于低阻异常体的分辨能力要明显优于高阻异常体; 相比于磁场强度,用磁场强度时间导数定义的全区视电阻率有更大的异常幅值,且更接近地层的真实电阻率; 另外,全区视电阻率只与地层的电性结构特征有关,与装置的收发距无关。在对陕西省渭南市华州区华阳乡的实测数据处理中,将观测的二次感应电压转换成磁场强度时间导数,再运用平移算法求取全区视电阻率,取得了较好的应用效果。     

激电三极测深在寻找陡立含水破碎带中的应用

电阻率测深法装置多,对称四级测深法是经典、常用的。但在工作区场地不具备四极跑极的条件下,开展三极测深也很普遍。为了在勘查区寻找地下水源,利用激电三极测深装置对其进行视电阻率和视极化率测量,并对测量结果进行分析。通过实际勘查工作资料的数据反演和物理模拟得出,对激电三极测深获得的陡立低阻、高极化异常带,钻孔不应定在异常中心部位,而应定在低阻、高极化梯度带上。钻探结果表明,在110m左右打到了陡立含水破碎带,在含水的贫困地区找到了丰富的地下水源。     

垂直线源井—地电阻率法三维有限元模拟

详细推导了垂直线源的正常电位及其异常电位的变分问题,再利用有限单元法正演模拟了当地下存在三维低阻异常体时地下半空间的电场分布,计算并绘制了过井口主测线上视电阻率剖面图。正演结果显示线源供电测量方式能较好地显示异常体的水平投影位置和埋深,达到分辨异常体的目的。实际工作中,可利用钻杆作为线源供电,通过动态观测地面电位的变化,计算视电阻率,判断地下异常体的位置。     

带地形的二维各向异性大地电磁测深数值模拟

以往主要在水平层状地表研究大地电磁二维各向异性系数对观测值的影响。通过有限元数值模拟方法,讨论同时存在起伏地形以及各向异性对二维大地电磁测深法中TM极化模式的响应。首先给出二维各向异性介质中TM极化模式的变分问题;其次用规则矩形单元对研究区域进行剖分,用双线性函插值对变分问题进行求解;最后在地垒、地堑地形下,改变各向异性系数模拟TM极化模式中视电阻率的变化。结果表明:地垒地形对TM极化模式视电阻率曲线表现为低阻异常,地堑地形对TM极化视电阻率曲线呈现高阻异常,两种地形对观测数据的影响要远大于各向异性系数对观测值的影响。     

本质安全Ⅰ类电容电路最小点燃电压曲线分析

本文通过对本质安全Ⅰ类电容电路的最小点燃电压曲线的研究,准确实现了最小点燃曲线的数值化.比较最小点燃曲线上各点的电容储能与最小点燃能量,发现在电容小于10μF时,电容储存能量基本等于最小点燃能量的6倍;而当电容大于10μF时,电容储能随着电容的增大而增大,以至于电容储能远大于最小点燃能量.该发现将最小点燃曲线与最小点燃能量联系起来,可弥补能量法评价本安电路的不足.通过研究不同限流电阻下的最小点燃曲线,总结出最低点燃电压与限流电阻和电路等效电容的关系,可实现任意限流电阻下的电容电路本安性能评价,使得基于最小点燃曲线的非爆炸性评价具有现实意义.     

黄河水院档案室空气中微生物密度调查研究

采用柯赫沉降法对2011年黄河水利职业技术学院档案室室内环境空气菌落总数进行监测,发现其空气中菌落密度第三季度最大,第一季度最少.将这一结果与相关空气质量标准对比,得出该档案室空气质量能够达到国家公共场所空气卫生标准规定(图书馆、宿舍和网络中心的菌落数＜30cfu/皿,体育馆和餐厅＜40cfu/皿),并且符合日本空气卫生细菌学分级清洁空气标准,适合工作和学习.     

2维约束覆盖数组最小规模下限的提升

针对现有方法评价2维约束覆盖时没有考虑约束,而给出的最小规模过大的问题.为获得更准确的2维约束覆盖数组的最小规模,评价现有算法生成的2维约束覆盖数组,本文提出一种可以提升2维约束覆盖数组最小规模下限的禁忌边分解方法.采用禁忌边分解方法将描述被测系统输入配置的图分解成两个子图,通过计算覆盖两个子图中全部顶点的子覆盖数组的规模和剩余需要覆盖的取值组合数,与单纯计算需要覆盖的取值组合数相比,提升了2维约束覆盖数组的最小规模,所提出的方法能够得到更逼近真实值的最小规模的下限,一旦2维约束覆盖数组的规模小于最小规模的下限,则其不可能存在.本文的实验方法是,将禁忌边分解方法应用到现有的被测系统中,得到其2维约束覆盖数组最小规模的下限,将最小规模的下限与生成算法给出的2维约束覆盖数组的规模进行对比.实验结果表明:禁忌边分解方法给出的最小规模下限可以用于评价现有算法生成的2维约束覆盖数组,有助于判断其是否真实存在.     

互易定理在目标电磁散射特性分析中的应用

为了研究目标的电磁散射特性,先将导体球的散射问题等效为其外水平偶极子的散射,然后利用互易定理推导了水平偶极子的散射场并计算了导体球的雷达散射截面（RCS）。计算结果表明,当水平偶极子相对于导体球运动时,导体球近场的RCS大于远场的RCS;近场区导体球的RCS变化大,但远场区导体球的RCS基本不随距离变化,而是趋近于几何光学值;此外,远场区的双站RCS随角度的变化在E平面和H平面也有很大的不同。     

Hardfill坝与重力坝结构特性对比分析

摘 要：Hardfill坝是一种介于重力坝与土石坝之间的新坝型,其基本剖面为对称梯形,上游设防渗层,采用一种称为Hardfill的低强度材料通仓碾压填筑。为了解Hardfill坝的结构安全性能,以重力坝作为参照,运用结构模型试验方法,结合有限元数值模拟,对Hardfill坝的应力和变形进行研究,分析其结构方面的特点及优势。研究结果表明：Hardfill坝在各种工况下均有良好的工作性能,坝体以压应力为主,整体应力水平较重力坝低,应力梯度较小,且基本沿剖面中心线呈对称分布,无明显应力集中。在相同超载倍数下,Hardfill坝坝体变位较重力坝小。对比表明,Hardfill坝极限承载能力强,超载系数大,坝体应力分布均匀,是一种高安全性的坝型。     

46型内曲线行星齿轮泵流量特性研究

为了揭示46型内曲线行星齿轮泵的流量特性,利用三维软件结合内曲线行星齿轮泵节曲线方程,建立了46型内曲线行星齿轮泵的结构模型,重点介绍了中心轮和内曲线齿圈的实体模型的建立以及轮齿的加载过程,分析了单个容腔的最大截面积和最小截面积,通过CAD软件的面积计算功能,对46型内曲线行星齿轮泵进行了瞬时排量的计算,绘制了单个容腔从最大截面积到最小截面积的变化曲线以及所有排油腔的面积积的变化曲线。研究结果表明,内曲线行星齿轮泵单个容腔截面积的变化曲线近似于内曲线齿圈的节曲线,其瞬时排量的脉动率小于普通外啮合齿轮泵的脉动率。     

荷载非对称分布对组合肋壳稳定性的影响

首先对组合肋壳与其他组合壳体结构形式进行了对比,阐述了组合肋壳这种新型结构的优势.利用非线性有限单元法研究了荷载非对称分布对组合肋壳稳定性的影响,得出了在U.L.描述下的组合单元刚度矩阵,并利用弧长法跟踪结构的荷载-位移曲线.通过在全跨、1/2跨对称、1/2跨不对称、1/4跨四种不同荷载分布作用下,组合肋壳稳定性的全过程跟踪,得到了组合肋壳的失稳形式和最大变形点全过程荷载-位移曲线,发现不同荷载作用下极限荷载不同,1/4跨均布荷载是结构的最不利受力情况,同时计算结果显示组合肋壳结构有较高的后屈曲强度.     

冷轧带钢板形屈曲变形失稳限的有限元分析

采用ANSYS有限元仿真分析方法研究冷轧宽带钢板形屈曲失稳特性。利用ANSYS的几何非线性求解模块，建立宽薄带钢二维有限元模型，分析不同形式载荷、厚宽比和张应变下的屈曲失稳过程，计算板形屈曲变形失稳限。分析结果表明：边中复合浪的临界失稳载荷最大，中浪的较大，边浪的最小；边中复合浪的屈曲半波长为板宽的50％-60％，中浪与单边浪为80％左右，对称双边浪约为70％；在同样载荷下，随着厚宽比或张应变的增加，临界失稳限呈增长趋势，并且复杂浪形的临界失稳限增长速度明显大于简单浪形的增长速度。     

涡激振动发电装置水动力及功率特性实验研究

对不同负载、不同流速下圆柱振子所受流体升力、振动位移及发电机输出电压进行测试,分析能量传递和转换过程中的流体升力和动力响应特征,以及升力系数、位移幅值、转换功率及效率随流速的变化.结果表明,位移幅值和响应频率受负载电阻的影响较小,发电机输出电压、输出功率及能量转换效率受负载电阻的影响较明显,随负载电阻的变化为非单调;当负载电阻增加到一定值时,其对升力的影响变得非常小.升力特征随约化速度的变化而变化.当约化速度小于5.0时,升力频率成分较为单一,频谱只有一个谱峰,其脉动曲线的正负幅值较对称;当约化速度大于5.0后,出现了倍频成分,使正幅值明显大于负幅值.     

平面回转误差运动的仿真分析

本文首先推导出由标准球心径向误差运动中K次分量而产生的表征转轴平面回转运动特性的四种曲线方程,并简单地讨论了它们的几何形状。然后证明了K次分量产生的动、静轮转曲线的几何形状分别与(l-k)次分量产生的静、动轮转曲线完全相同。这为分析研究回转精度提供了新的途径。