基于Delaunay三角形的非结构化有限元GPR正演

介绍传统Bowyer-Watson三角网逐点插入法的原理与实现步骤,并将固定边界限制、Laplacian光顺、边压缩、边分裂、点插入等拓扑变换技术应用于网格剖分的优化;为了使数值解的误差在全域内接近于均匀分布,通过间隔函数法实现点源、线源等网格渐变控制,结合局部粗化或细化技术,建立高质量Delaunay三角形网格,实现自适应网格剖分。通过1个起伏地表与断层模型网格剖分实例验证非结构化网格对于物性参数分布复杂或几何特征不规则的地电模型的适应性。根据GPR有限元波动方程,应用三角形剖分、线性插值的Galerkin有限单元法进行求解。建立1个复杂GPR地电模型,利用Delaunay三角形对该GPR地电模型进行自适应网格剖分。研究结果表明:非结构化网格对于物性参数分布复杂或几何特征不规则的地电模型都具有良好的适应性;非结构化三角形网格剖分质量好,单元密度易控制,易于实现自适应有限元,能提高复杂模型正演精度。

基于RSU辅助的车载机会网络通信能力增强方案

针对传统车载机会网络通信能力的有限性及随机化的问题,提出一种通过部署路边单元(RSU)进行辅助通信来增强车载机会网络通信能力的方案。该方案利用RSU稳定的覆盖、存储和传输优势,有效克服传统车载机会网络通信时间间隔长、传输能力有限等缺点。以北京和上海各自一个月的出租车全球定位系统(GPS)数据为基础,对车辆与RSU的相遇特性进行了分析,发现该方案通过合理部署RSU对车辆信息进行缓存,可以极大地提高车辆间的通信概率。理论分析和仿真实验表明,利用RSU可以完成车与车之间大数据的传输,能极大提升车载机会网络的通信能力。

高密度电阻率法用于堤坝渗漏监测的数值模拟研究

堤坝渗漏一直是汛期堤坝最主要的危害之一。如何准确探查堤坝渗漏以及监测其发展一直是广大水利科技工作者最关心的问题。在分析已有方法的基础上,提出利用有限元法将高密度电阻率法用于堤坝渗漏监测并做理论上的分析。数值模拟结果表明,高密度电阻率法在理论上能够对一定深度范围内的渗漏通道进行监测,并结合多剖面观测方法能追溯其走向。

青海德合龙洼铜金矿区次生晕特征及其指示意义

阐述了德合龙洼铜金矿的区域地质和区域地球化学概况,并分析了该区的成矿地质条件。采用1∶5 000次生晕普查方法,获得了Au、Cu、Ag、Pb、Zn等元素异常。次生晕异常反映了铜金矿化的存在,Au、Sn、Pb、Zn、Cu是重要的指示元素。异常与断裂构造控制的矿化形态及产状关系密切,进一步说明该区铜金矿是以断裂控矿为主。

高频大地电磁法有限元数值模拟

由于中深度工程地球物理勘探的迫切需要,以美国EH-4电导率成像系统为代表的高频率大地电磁法,在我国地球物理勘探行业的应用越来越广泛。其勘探深度在地下1 000 m以内,频率范围在10 Hz^100 kHz。这里研究了高频率大地电磁法有限元高精度,快速数值模拟。首先利用广义变分原理推导出电磁场的有限元方程,编制了双线性和双二次插值有限元程序,并进行了层状模型的验证性计算,然后对典型地堑模型的数值模拟结果进行了分析,得出了一些有意义的结论。

轴对称地层中高分辨率阵列侧向测井信赖域反演法

本文研究轴对称地层中高分辨率阵列侧向测井(HRLA)的多参数信赖域反演方法.首先对前期HRLA的有限元正演方法进行改进,提出基于叠加原理和并行直接稀疏求解器PARDISO的快速正演方案,更适合于反演计算.将HRLA反演问题转化为非线性最小二乘问题,利用信赖域算法求解.为提高反演速度,推导了目标函数对优化参数偏导数的具体计算公式.对典型地层模型,与已有文献中Jacobi预条件共轭梯度法(JCG)计算结果比较,发现PARDIDO比JCG快10倍以上,验证了本文正演程序的正确性与高效性.利用信赖域算法求解了电阻率四参数反演和传统的三参数反演.研究结果表明:并行直接稀疏求解器PARDISO能有效求解此类HRLA正演问题,对6次不同探测深度的测井模拟,所形成的有限元刚度矩阵完全相同,只须进行一次矩阵分解,大大加快了正反演的速度.信赖域算法收敛速度快,且具有全局收敛性.HRLA的信赖域反演结果几乎不依赖于初值的选取,从较差初值出发仍能得到满意的反演结果.另外信赖域算法抗噪能力比较强,即使对测井数据添加信噪比为10dB(甚至5dB)的高斯白噪声,仍能通过反演得到较为准确的地层参数.

基于RRI反演的高频大地电磁测深在深边部矿产勘探中的试验研究

随着我国国民经济的快速发展,对各种矿产资源的需求量越来越大.经过多年对近地表的矿产开采之后,找矿的目标逐渐向矿区深边部发展.本文阐述采用EH-4电导率成像系统的高频大地电磁法,并且利用RRI反演,能够准确快速地探测大深度范围内的矿化异常,对矿区的深边部矿产的赋存状态进行超前地宏观预测,并将野外的成功实例进行分析.

ANSYS在直流电法正演中的应用

以点电源场为例,详细叙述了直流电法正演在ANSYS上的实现过程.通过正演模型ANSYS模拟解与理论值的对比分析,验证了应用ANSYS进行直流电法正演模拟的正确性.鉴于ANSYS强大的分析功能,快速、准确的模拟以及便于操作等优点,对ANSYS在地球物理正演中的应用的研究是有重大意义的.

Daubechies小波有限元求解GPR波动方程

基于可分离小波理论,由一维Daubechies尺度函数的张量积构造二维Daubechies小波基,并将它作为GPR波动方程求解的插值函数,导出了二维Daubechies小波有限元GPR方程离散格式;通过引入转换矩阵,实现小波系数空间与雷达场值之间转换.引入自由度凝聚技术,有效解决了小波有限元求解中小波单元内部自由度过多的问题,节约了计算量并方便与传统有限元法耦合.然后,详细阐述了Daubechies小波有限元联系系数计算方法,有效解决了小波有限元求解偏微分方程的难点与核心问题.最后,以两个典型GPR模型为例,对比了Daubechies小波有限元与传统有限元的雷达正演剖面图与单道波形图,结果表明:在相同的剖分方式及节点数目条件下,Daubechies小波有限元的紧支性与正交性一定程度上提高了求解效率,它与有限元法求解结果能较好地吻合,验证了Daubechies小波有限元算法的正确性.

构建智能型虚拟实验平台,推进现代教育技术改革

实验教学作为高等教育的重要实践教学环节,对提高学生动手实践能力,培养学生的创新性和创造力起着不可替代的作用。新工科教育的发展,培养具有高素质工程实践能力的创新型人才成为高等学校的人才培养目标之一。2017年《新一代人工智能发展白皮书》要求高等教育教学在人才培养中要更多地结合人工智能的思想,更好地推进现代教育技术改革和双一流建设。探讨了在新的形势下基于人工智能的理念来构建智能型虚拟实验平台的必要性,通过应用案例验证了智能型虚拟实验平台的有效性和重要性,具有很好的应用价值,为高等学校实验教学改革和教育教学质量的提高提供了新的思路和有益帮助。

堤防管涌渗漏实时监测技术研究与应用

汛期堤防管涌渗漏的实时监测对堤防的紧急抢险具有非常重要的意义.本文在分析了已知各种用于堤防管涌渗漏监测工作方法的优缺点的基础上,提出了用流场拟合法进行堤防管涌渗漏入水口的监测.通过物理模拟实验以及实际应用表明流场拟合法可以有效地用于堤防管涌渗漏入水口的实时监测.

无线传感器网络中一种能量均衡的基于连通支配集的数据收集算法

采用连通支配集来构建虚拟骨干可以减轻无线传感器网络的广播风暴问题.目前已有大量工作通过构造最小连通支配集形成网络虚拟骨干来进行高效数据收集.然而,最小连通支配集并不能有效均衡节点的能量耗费,导致网络生命周期较短.提出了一种能量均衡的基于连通支配集的分布式算法EBCDS来进行数据收集,通过选择能量水平和度均比较大的节点组成连通支配集,支配集中的节点组成一个规模不大但具有较高能量水平的网络骨干.网络中的所有数据沿骨干在较小的寻路空间中转发,能够节省节点能量,使骨干节点不会因为能量不足而过早死亡.理论分析表明,EBCDS能以O(nlogn)的消息复杂度构造连通支配集,仿真实验表明,EBCDS能有效节省节点能耗并延长网络生命周期.

带地形高频大地电磁法有限元数值模拟

随着中深度地球物理勘探的迫切需要,以美国EH-4电导率成像系统为代表的高频大地电磁法在我国地球物理勘探行业应用越来越广泛,其勘探深度在地下1000 m以浅,频率范围10 Hz～100 KHz.本文研究了带地形的高频率大地电磁法有限元高精度、快速数值模拟.首先利用广义变分原理推导出电磁场的有限元方程,编制了双线性和双二次插值有限元程序,对典型山谷和山脊地形的数值模拟结果进行了分析,得出了一些有意义的结论.

RRI方法在EH-4数据解释中的应用

RRI(Rapid Relaxation inversion)方法是一种新的MT(Magnetotelluric)反演方法。文章介绍了RRI方法的基本理论,并应用该方法对不同的反演模式和不同的初始模型所得的反演结果分别进行对比,结果表明,二维RRI方法具有快速、稳定,反演效果好等特点。并应用二维RRI方法对内蒙古某矿山EH-4实测数据进行反演,结果表明该方法快速、实用,反演结果符合地质规律,便于地质解释。

基于计算思维能力培养的数据库系列课程改革

计算思维能力是当前国内外大学课程建设和教学改革的重要内容和方向。文章以非计算机专业数据库系列课程为例,探讨如何在教学过程中培养计算思维能力,同时对改革的重要内容即数据库课程群建设进行分析,阐述如何在数据库系列课程教学过程和课程群建设中引入计算思维的思路和方法,为高等学校教育教学方法和课程改革提供思路。

基于扩展总线的电法勘探数据采集仪器设计

研究了一种新颖、实用的多通道数据采集仪器设计方法。通过可编程并行接口芯片8255 将IBM PC并行打印端口扩展成3个具有双向通讯功能的8位I/O端口,利用这3 个I/O端口分别作为数据采集仪器的数据总线、地址总线和控制总线。同时,利用一组“模拟信号总线”使仪器能对模拟信号进行流水线式并行处理,很方便地实现多通道数据采集。总线设计使仪器各功能模块能实现灵活组合,动态寻址,可满足各种电法勘探的数据采集要求。

基于流量的车载网络路边单元RSU部署方案

针对目前车载移动容迟网络中的路边单元(RSU)部署问题,提出一种基于车流量的车载网络路边单元RSU部署方案,该方案通过对车载网中路口的车流量的统计行为进行分析,在城市重要交通枢纽和交叉路口部署路边单元RSU来进行辅助通信,从而有效提高车载移动网络的通信效率。根据北京和上海两地实际的车载移动数据,进一步对所提方案进行分析和评估。研究结果表明:在辅助车辆与车载之间的通信时,密集部署RSU可以创造连续的通信机会,从而有效提高网络性能。

数据库应用基础课程计算思维能力培养

从中南大学需要学生秒杀才能选中的一门课程"名侦探柯南与化学探秘"入手,引出计算思维在当今高校教学方法改革中的重要作用;以数据库应用基础课程为例,阐述在具体教学活动中如何引入计算思维的理念,如何在理论教学和实践教学过程实现计算思维的教学方法,如何根据讲授的具体知识点用连续的关联性提问来吸引学生等。

CIMLD:多跳Ad Hoc网络中一种自适应的MAC退避算法

针对现有MAC退避算法无法适应多跳Ad Hoc网络的问题,本文提出一种自适应的MAC退避算法CIMLD(Conic In-crease,Multiplicative/Linear Decrease).CIMLD利用CWbasic阈值将竞争窗口分为两个区域,通过分段二次曲线计算每个区域冲突退避时的倍乘因子,从而能够快速解决节点碰撞问题和提高信道利用率.仿真结果表明,与BEB等其他算法相比,CIMLD在网络吞吐量和流间公平性上表现出了更好的网络性能.

面向教育现代化的未来课堂探索

"互联网+"背景下,现代教育技术飞速发展,教育现代化和教育信息化的有效融合,为支撑探索未来课堂提供了有利基础。智慧教育、慕课、翻转课堂、网络学习空间、教育大数据、线上线下融合的多维教学模式不断兴起,新型教学模式也产生了新的问题,如何做好传统课堂和未来课堂的衔接?如何在有限的学时情况下让学生吸收更多的知识,掌握更多的技能?文章以计算机基础课程教学为例,对面向教育现代化的未来课堂进行探索,旨在有效融合线上线下丰富的教学资源,为提升高等教育教学改革提供思路。