脐带缆在潜器下放过程中的运动建模与仿真

潜器在下放布置过程中需要考虑变长度的脐带缆对其运动的影响,在考虑流的情况下,对脐带缆的有限差分模型进行了改进,并采用最小二乘方法求解由时间和空间上的中心差分格式离散后的非线性方程组。为了验证模型改进的有效性,将潜器在均匀定常流中水平匀速直航时的数值解与该特殊情况下的解析解进行比较,两组解的吻合不仅证实了模型改进的有效性,而且表明上述数值计算方法是可靠且有效的。在潜器下放布置运动给定的情况下,脐带缆的运动仿真结果表明,潜器姿态角的调整会对拖曳点处的缆绳张力大小和变化趋势产生显著的影响,流在改变缆绳空间形状的同时引起了缆绳对潜器作用力和力矩的非线性和时变性,脐带缆总是阻止潜器自身动力对运动速度和姿态角的改变,且对纵荡运动的影响最大。     

差分法计算地震动旋转分量

旋转地震学是一门研究由地震、爆破以及工程振动等引起的地球介质运动的新兴学科.旋转运动的研究由来已久,但是由于缺少高精度的旋转分量地震仪,所以旋转运动的研究大多仅限于理论方面.差分法作为利用平动分量获取旋转分量的一种计算方法,在理论研究方面较为成熟,但是缺乏实际数据的验证.通过在对旋转运动研究现状充分调研的基础上,利用模拟数据和实测的爆炸源数据,对差分法进行了测试和分析.通过对比差分法计算的旋转分量和实测旋转分量的波形图、振幅谱和相位谱等,得出了在一定的误差允许范围内,差分法可以作为求取水平旋转分量（R_X,R_Y）的替代方法的结论;同时,针对爆炸源的高频特性以及密集台阵观测的特点,对现有的差分法进行了改进,提出了一种精度更高的求取旋转分量的差分法.      

内蒙古东北部地区一次极端降雪过程的水汽输送特征

利用内蒙古呼伦贝尔市常规观测资料和GDAS、NCEP/NCAR再分析资料,采用欧拉方法分析了2016年春季内蒙古东北部地区一次极端暴雪过程的水汽输送及收支特征,利用HYSPLIT模式和聚类分析模拟计算了此次暴雪天气过程的水汽源地、主要水汽输送通道及其对水汽输送的贡献,并与传统的欧拉方法结果进行对比。结果表明:(1)有3支不同源地的水汽流在内蒙古东北部地区交汇,对呼伦贝尔地区暴雪的发生与维持有重要影响;(2)经向和纬向输送为此次暴雪天气的发生提供了充足的水汽,暴雪区水汽主要源于中高层的南边界和随西风气流的西边界;(3)利用HYSPLIT模式模拟发现,在此次暴雪天气过程中水汽主要来源于新地岛以西洋面、日本海以及巴尔喀什湖,且三者贡献率大致相当。     

非均匀介质中的Rossby波与Lagrange函数

本文从大气波动所满足的一般非线性方程入手,利用Lagrange函数平均法以及限制性变分原理求得了非均匀介质中Rossby波的频散关系式,波作用量方程,和平均能量方程取得了比较合理的结果。进一步验证了应用平均限制性变分原理求非线性大气波动Lagrange函函数的可行性,为今后用变分方法研究更复杂的非线性大气波动作出有益的尝试。     

波动方程模型和偏移的拟合解法

本文提出一个较差分法精确的波动方程的数值解法--拟合法,拟合法与差分法的区别在于方程的离散化方法.文章通过对差分离散化实现过程的分析指出差分离散化存在的不足,并进而给出了拟合离散化方法.与差分法比较,拟合法的算子系数具有方程整体统筹性,是在具体的采样间隔、步长条件下的最佳系数,因而能适应样点间隔、步长等条件的变化,精度较高.文中还给出了模型及实例.     

二维横向各向同性介质中人为边界反射的吸收——差分法弹性波场模拟

本文对有限差分法弹性波场三分量正演模拟中遇到的人为边界反射问题进行了研究,分别获得2-D横向各向同性介质中U_x,U_z,与U_y位移分量模拟时的边界吸收条件.从吸收边界上反射系数与入射角之间的关系可以说明,本文提出的边界吸收条件的吸收能力比较强.     

有限差分法合成地震图中的网格频散

用有限差分法合成地震图时, 有限大小的地球模型必须分成许多小网格。如果和源信号的波长相比, 格子太大, 那么随着走时的增加, 波将产生频散。这一现象被称为网格频散, 也就是不同频率的波速度也不相同, 频率较高的信号比频率较低的信号速度慢。此时, 随着走时的增加, 信号将产生一个显着的尾区。这一现象将在如下情况发生:①网格间距太大: ②采样率太大: 或③震源波长和网格大小相比太短。换言之, 用有限差分法合成地震图的一个重要参数是, 每个震源信号波长上网格的点数。本文的工作表明:当P-SV波对经有限差分的弹性模型传播时, 源函数的频率对网格频散有很大的影响。文中所用的二维弹性模型包括:①正断层: ②半空间上单层模型。结果表明:用有限差分法合成地震图时, 如果对于介质的最低速度, 与震源信号的半功率频率相应的一个波长和格点间距之比超过10时, 网格频散将减小到满意的水平。      

有限差分法的改进

本文讨论了有限差分法中介质参数定义方式的改进，使以往有限差分法应用中的缺陷得到克服．     

全站仪非固定站差分法监测深基坑坑壁位移

全站仪固定设站用于大坝、边坡等建筑物变形监测已有了不少成功实例，应用到深基坑坑壁位移监测到受到场地的限制。提出全站仪非固定站差分方法，并通过对某深基坑实测验证该方法的有效性。     

ADI＋内推法：3D傍轴波方程有限差分法的精确解

为3D地震偏移傍轴波方程开发了一种精确的有限差分法解。因为偏移问题中的变数是复值而不是实数，其高阶空间导数的虚数部分不可忽略，所以常规偏移使用的变方向隐合(ADI)方案会产生误差。通过下述方法保护3D傍轴波外推器的精度：①保留这些高阶项，使它在常规偏移中不产生视方位各向异常；②向下外推时滤除非物理损耗波。精确解的实施包括两个步骤。