生物礁地震响应特征的数值模拟

为了有效地识别生物礁的地震响应特征,采用频率—波数域的波动方程数值模拟方法,对时间剖面上生物礁的各种典型特征进行了数值模拟,提出了将地震正演与深度偏移相结合的地震数值模拟流程,有效地检验了生物礁解释成果的正确性。在二维模拟的基础上,采用三维波动方程延拓方法实现了三维环礁模型的地震数值模拟,得到了时间剖面上环礁的各种地震反射特征。理论和实际生物礁的模拟记录仅包含地震波的反射和绕射特征,信噪比高,有助于消除实际生物礁地震解释的多解性。

基于波动方程的上下缆地震数据鬼波压制方法研究

本文发展基于波动方程的上下缆鬼波压制方法,推导了上下缆地震波场频率波数域波动方程延拓合并公式.基于Fourier变换的波场解析延拓确保上下缆资料振幅相位的一致性,消除了长拖缆远偏移距信号的计算误差,同时具有较高的计算效率;上下缆地震波场的波动方程法合并有效解偶鬼波干涉,实现综合利用上下缆地震数据压制鬼波.理论模型数据和实际采集地震数据的测试表明了方法的有效性.

三维波动方程正演及模型应用研究

为了真实准确地反映三维地质体的波场特征,在频率一波数域将二维波场延拓算子推广到三维空间,采用三维波动方程延拓方法实现了三维地质模型的快速叠后正演。该方法可以采用相位移加插值方法处理一定的横向变速情况,可以更加灵活方便地模拟地下复杂的三维地质体。首先进行了三维French模型数值模拟,得到了和实际物理模型实验结果相一致的正演记录,并对比分析了三维偏移剖面和二维偏移剖面的偏移效果;然后进行了三维缝洞地质模型的正演计算,得到了高信噪比的正演记录。模拟结果验证了三维正演和偏移方法的正确性,以及利用该方法进行缝洞地质体识别和研究的可行性。

复杂地表条件下的地震波场模拟方法研究

克服常规非零炮检距地震波场模拟只能采用双程波动方程的限制,以等时叠加原理为基础,提出了一种新的适用于复杂地表条件的基于单程波动方程的频率域地震波场模拟方法.该方法采用频率域单程波动方程延拓算子进行波场延拓,利用等时叠加原理进行波场成像,不仅具有很快的计算速度,而且可以得到高信噪比的模拟记录,仅包含一次反射波和不规则点的绕射波,不包含直达波、多次波等干扰波.实际模型的正演数值模拟和叠前偏移结果都证明了该方法的正确性和有效性.

大跨度连续刚架-拱组合结构桥梁的纵向地震响应研究

以广州新光大桥为例,建立了空间杆系模型,利用动态时程分析方法,详细分析了大跨度连续刚架-拱组合结构桥梁在纵桥向地震一致激励和行波效应作用下的地震响应。研究表明除边墩外,行波效应对拱肋上、下弦杆以及V型刚架斜腿地震内力响应均有较大影响;随着剪切波速的增加主拱顶相对拱脚的最大纵向位移呈递减趋势,而边拱顶相对拱脚的最大纵向位移基本不受剪切波速的影响。

行波激励下大跨度桥梁考虑SSI效应的地震响应分析

为了研究行波效应和SSI效应对大跨度钢筋混凝土刚构—连续梁组合桥非线性地震响应的影响规律,选取ElCentro地震波、唐山地震北京波,分析了某六跨钢筋混凝土刚构—连续梁组合桥在一致激励和行波激励下的非线性地震响应,研究了行波效应和SSI效应对该刚构—连续梁组合桥地震响应的影响规律。结果表明,行波效应增大了箱梁的受力,箱梁应力峰值随视波速增大单调递减;行波效应使墩梁固结桥墩的受力和变形呈非单调变化规律,地震响应峰值随视波速增大而先减小后增加;SSI效应增大了桥梁结构地震响应,其峰值随剪切波速增大单调递减;同时考虑行波效应和SSI效应,地震响应峰值随视波速变化曲线的拐点位置和切线斜率均发生改变,其地震响应幅值不是两种效应影响下的简单叠加;行波效应和SSI效应对桥梁地震响应的影响程度随地震波和墩梁约束条件的不同而有所差异。

基于有理式近似的高精度波场传播算子

以地震波单程波传播方程为基础,利用有理式展开方法,推导出一种新的高精度波场传播算子。该算子波场延拓满足分裂步框架,采用快速傅里叶变换(FFT)进行计算。频散曲线分析以及数值试验的对比研究表明:本文方法的波场成像能力明显优于裂步傅里叶法(SSF),可以达到与傅里叶有限差分法(FFD)类似的波场成像效果。计算效率方面,其波场延拓只需三次FFT计算和一次插值,仅比SSF多了一次FFT和插值,但比FFD(计算量相当于五次FFT)少了两次FFT。这种算子不仅精度高,稳定性好,而且计算效率高,具有重要的理论意义和实际应用价值。

基于波动方程预测和曲波域匹配联合压制层间多次波

准噶尔盆地腹部滴南8井区侏罗系发育两套典型煤层,其强烈吸收衰减作用对下伏地层成像产生屏蔽作用。侏罗系以下地层一次反射能量较弱,层间多次能量较强,现有地震资料三叠系、二叠系只能看到多次波的成像,一次反射完全被掩盖,井震矛盾突出,严重制约该区地质模式识别。本文依据多次波产生机理及分布状况,提出了一种基于波动方程预测层间多次波模型联合曲波域匹配相减,压制层间多次波的方法,使用波动方程反演预测出与地震记录中多次波相当的多次波模型,预测的多次波模型和原始地震数据变换到曲波域匹配后从地震记录中减去,得到最终去多次波后的数据。该方法有效压制了滴南8井区三维二、三叠系短周期多次波,解决了该区多井的井震矛盾,厘清了地层厚度关系,二叠系快速削蚀减薄特征清楚,构造关系可靠,为腹部普遍存在的强煤层屏蔽导致的多次波压制提供了新的技术思路。

τ-P变换及向下延拓方法在声纳浮标折射地震测深速度反演中的应用

地震折射波场Φ（ｘ，ｔ）通过τ－ｐ变换得到倾斜迭加场φ（ｐ，τ）。从φ（ｐ，τ）中获得τ（ｐ）函数，并将其向下延拓到深度—慢度剖面，从而反演出横向均匀的速度结构。该技术能充分利用折射波场的丰富信息，在迭代反演中不仅能简单快速地得到反演结果，而且所得解具有良好的稳定性，较少受主观因素影响。将该方法应用于海洋声纳浮标地震折射测深数据处理。

确定性地震动空间差异对重力坝地震响应影响研究

针对高坝-地基体系地震响应分析对空间差异地震动场的需求,在波动输入模型基础上引入地震波组合效应提出确定非一致地震动场模型。该模型从地震动场形成的物理机制出发,以模拟确定性地震动空间差异为目标构建非一致地震动场。随后以确定非一致地震动场和波动输入对应地震动场为基础,采用重力坝算例研究确定性地震动空间差异对结构地震响应的影响。结果显示,相对于波动输入模型,确定非一致地震动场模型可在内蕴多点多维地震动相关性基础上模拟地震动的时间滞后、复杂幅值变化、时程形状差异等宏观空间差异特征。与波动输入地震动场相比,确定非一致地震动场引起重力坝坝踵主拉应力峰值增加的算例占比66.4%,引起下游折坡主拉应力峰值增加的算例占比76.7%。在主拉应力峰值平均值方面,确定非一致地震动场引起坝踵和下游折坡处的最大增幅分别为25.3%和46.4%。考虑工程安全,高坝-地基体系的非一致地震响应分析须全面考虑确定性地震动空间差异的影响。

定向延迟组合激发正演照明方法及应用

基于波动方程照明分析原理和组合震源激发理论,对二维声波波场进行规则网格有限差分正演模拟,并给出组合震源照明度的计算方法,对于多个震源组合激发,通过改变相邻两个震源之间的激发时间,激发所产生的地震波场会沿着某一确定的方向传播,可以增强地下特定的区域的地质体的照明分析。模型试验结果表明,震源数目越多,激发的地震波最大能量指向越集中,改变震源之间的延迟时间,可以调整波场的传播方向,该方法对于分析简单的二维模型以及复杂的逆冲推覆构造模型和marmousi模型的照明能量分布均适用,对于指导炮点的设计有借鉴意义。

基于算子优化的Fourier有限差分法保幅叠前深度偏移

从声波方程的单程波分解出发,对传统波动方程叠前深度偏移的传播算子和边界条件进行优化,推导出基于优化算子的保幅边界条件和3个新偏移算子。通过应用新算子和边界条件,断层和倾斜层处的成像效果有明显改善,并且叠前深度偏移的质量也得到提高。模型试算和实际资料处理结果表明,使用优化的边界条件和偏移算子,能够提高横向速度变化情况下的成像精度。

边坡监测雷达快速预处理的FPGA实现

为减小边坡监测雷达系统中巨大的数据运算和传送压力,并充分利用Xilinx Kintex-7FPGA内部富余的硬件资源,设计了针对调频连续波的地基合成孔径雷达回波数据的快速预处理系统。该系统利用FPGA的并行处理能力与流水线结构,结合Xilinx ISE14.7开发平台中RAM/ROM、Divider、FFT IP核,实现了任意数量PRT信号相干积累、汉宁窗加窗滤波以及距离向压缩三项功能。经该系统处理后,在雷达回波数据到达DSP之前,雷达回波信号的信噪比得到了显著提高,距离向旁瓣得到了有效抑制,同时雷达系统的实时处理能力得到了极大的提升。

水深对OBC地震资料的影响分析与对策

基于Lawton等人的研究成果,本文分析了OBC勘探中水深对面元属性以及地震资料的影响。文中采用常规PATCH观测系统,研究了宽、窄方位观测系统在近炮检距和远炮检距时覆盖次数的变化情况;在较深水域接收时应根据目的层要求优化观测系统设计;通过模型的正演分析,讨论了较深水域OBC数据处理过程中的特殊性,并提出通过波场延拓方法进行校正,以降低水深的影响。

喷管对连续旋转爆轰涡喷组合发动机性能影响的数值研究

采用共轴环包式双燃烧室模型,通过数值模拟探讨了尾喷管结构参数对连续旋转爆轰涡喷组合发动机燃烧室及喷管流场结构和性能的影响。采用40%富氧空气为氧化剂,煤油蒸气为燃料,物理模型由外环内径93 mm、外径113 mm、长度85 mm的环形旋转爆轰燃烧室和内腔直径83 mm、长度85 mm的共轴涡喷中心流道组成,计算域包括带有共用等直喷管、独立等直喷管以及2种不同收缩比的拉法尔喷管的连续旋转爆轰涡喷组合发动机的燃烧室和喷管流场。数值结果表明:旋转爆轰燃烧室在发动机带有不同尾喷管时均能够形成稳定自持传播的爆轰波,不同喷管构型对爆轰燃烧室内的流场结构与参数影响较明显。相比于独立等直喷管,对于爆轰波峰值静压与波速的影响上拉法尔喷管起到有效的提升作用,但收缩比的增加会导致预混气喷注不均匀,影响爆轰波自持传播的稳定性;共用等直喷管则轻微地降低了爆轰波峰值静压与传播速度,提高了预混气喷注区域和波头的高度。在该文所选工况下,较大收缩比的拉法尔喷管能明显地改善喷管出口的状态,对发动机的推力与燃料比冲提升最显著,高达16%。

大跨度连续梁拱桥抗震性能研究

为了研究铁路大跨度连续梁拱桥的抗震性能,以某高烈度地区在建高铁（39.55＋168＋39.55）m连续梁拱桥为例,采用反应谱和非线性时程方法分析其在在多遇地震和罕遇地震下的抗震性能。结果表明：在多遇地震下桥墩截面保持为弹性工作状态,在罕遇地震下固定墩进入塑性,桥墩延性比能够满足规范要求。相关分析方法能为类似铁路梁桥抗震分析提供参考。

快速变步长相移插值法地震正演模拟

相移插值法偏移有其相对应的正演算法,但在正演过程中外推用的相移因子与偏移过程中的形式不同,且不需要重新标定。通过采用一种新的变延拓步长方法,使得在微机上实现的相移插值法正演模拟有较高的执行效率。它适合于任意复杂地质构造的模拟,对地层无倾角限制,算法稳定性好,且无顿散现象出现。文中给出的模型计算结果表明,此法计算速度快、精度高,适合复杂地质构造,是一种宴用的波动方程正演模拟算法。

基于基底隔震的连续梁桥的地震时程分析

对连续梁桥的基底隔震响应进行分析,并对其进行了详细的动力分析。针对具有空心桥墩的桥梁结构,分析直接影响结构动力响应的自振特性,然后采用时程分析法分析结构地震响应,并对其有无隔震时的时程响应结果进行比较。