三维VTI介质中波动方程深度偏移的最优分裂Fourier方法

从含Thomsen各向异性参数的qP波相速度表示式出发,建立并求解三维VTI介质中的频散方程,得到三维VTI介质中的相移算子,进而将以相移算子为基础的最优分裂Fourier方法推广到三维VTI介质,发展了一个三维VTI介质的深度偏移方法.文中使用的各向异性介质的速度模型与现行的各向异性构造的速度估计方法一致,将各向同性、弱各向异性及强各向异性统一在一个模型中.文中提出的偏移算法对相移法引入了高阶校正项来补偿介质横向变化的影响,使该方法可应用于横向非均匀VTI介质的陡角度成像,文中给出的偏移脉冲响应很好地证明了这一点.

复杂断块地震资料裂步Fourier真振幅叠前深度偏移

为了满足岩性油气藏、复杂断块等隐蔽油气藏勘探的迫切需求,需要获取高保真、高精度地震资料。由于传统的单程波方程叠前深度偏移只能反映波的运动学特征,并不能反映其动力学特征,因此不能保持真振幅特性。为此在裂步Fourier偏移中分别引入不同的真振幅校正算子,对传统的偏移算子进行补偿校正,并对成像条件进行改进。高保真裂步Fourier法叠前深度偏移具有较好的保幅特性,使振幅能够准确反映地下介质的反射系数序列,便于后续的更具地质意义的AVO-AVA分析、岩性解释等。实际工区应用结果表明该方法是一种稳定、快速、有效的叠前深度偏移方法,具有良好的应用潜力。

基于裂步Fourier法的探地雷达数值模拟及偏移成像

从电磁场基本理论出发,利用裂步Fourier法推导出了水平层状介质中频率—波数域电场分量的波场外推公式,通过对设计的钢筋展布模型和衬砌厚度模型的数值模拟和偏移成像结果分析可以得出:裂步Fourier法不但可以实现二维非均匀介质中探地雷达正演模拟及偏移成像,而且具有编程易于实现、计算量小的优点。通过工程实例验证,进一步说明了裂步Fourier法偏移成像的有效性和实用性。

可提升被动锁模光纤激光器计算效率的分步傅里叶全局误差局部能量法

本文提出了一种提高被动锁模光纤激光器计算效率的方法,该方法由对称分步傅立叶方法(SSFM)和全局误差局部能量(GELE)方法组成。该方法可将与全局误差相关的局部能量增量限制在一定范围内来控制步长。该方法具有自动步长调整机制。达到同程度的计算精度,本文方法的计算时间为255 s,而小的恒定步长SSFM方法需要3 855 s。这表明本文方法可以将计算效率提高10余倍。本文方法还可以通过RK4IP、Adams、预测-校正等高阶算法进行扩展,以提高精度。

三维非均匀介质中真振幅地震偏移算子研究

利用三维非均匀介质中的波动方程 ,进行振幅保真波场偏移算子分解 ,得到用于真振幅偏移的单程波方程 .经过数学推理 ,导出裂步Fourier法真振幅偏移和Fourier有限差分法真振幅偏移的算子方程 ,并给出其具体的实现过程 .

三维复杂构造中地震波模拟的单程波方法

复杂构造中单程波与双程波方法模拟结果的比较表明 ,就地震勘探中主要关心的一次反射波而言 ,单程波算法已具有足够的精度 .使用单程波方程将极大地减少数值计算的计算量 ,同时对介质的几何和物理参数建模也降低了要求 .单程波算法可视为深度偏移的“逆运算” ,这样可以很好地借用已知的深度偏移方法及其程序系统 .基于计算效率和计算精度的双重考虑 ,本文在介质速度结构较复杂时采用显式短算子波场延拓方法 ,而在介质速度结构相对简单时采用分裂步相移法 .

雷达最大探测范围三维可视化研究与实现

电磁信息可视化是虚拟战场环境中不可或缺的重要组成部分,而其中雷达信息的可视化尤其是雷达探测范围的可视化更为重要。对雷达探测范围可视化进行了探讨,给出了实现雷达最大探测范围三维可视化的方法。该方法综合考虑真实环境因素的影响,采用了抛物方程方法,最后给出了雷达最大探测范围三维模型的建立和表现方法。实验结果表明该方法不仅效率高,而且能真实直观地展现雷达最大探测范围。

反常色散区抽运光子晶体光纤产生的超连续谱

为了研究反常色散区抽运光子晶体光纤产生的超连续谱,采用分步傅里叶方法数值模拟了飞秒激光脉冲在光子晶体光纤反常色散区中的非线性传输和超连续谱产生。结果表明,初始激光脉冲的峰值功率和脉冲初始啁啾对光子晶体光纤反常色散区产生超连续谱形状和带宽是有影响的。这些结论给光子晶体光纤中产生超连续谱提供了参考。

非均匀光滑球面地波衰减因子的抛物方程算法

根据地波传播特性,将不均匀球形地面上空的电磁场满足的标量波动方程近似为一个抛物方程;引入分步傅立叶变换法来得到抛物方程的解的递推公式;由地波传播平地公式计算出抛物方程算法所需初值,按照递推公式可方便的递推出传播路径上空中任意点的场强值,以及分段均匀光滑球形地面上任意高度的地波衰减因子的幅度和相位。该方法的计算结果当接收点在地面上时与J.R.Wait积分法和波模转换法完全一致,但是,当传播路径超过三个分段时J.R.Wait积分法和波模转换法的计算量成指数增加,该方法的计算量则不随分段数的增加而增加,故给出的方法更适合于实际的工程计算。

基于GPU的三维起伏地表单程波叠前深度偏移

相对于双程波逆时偏移,单程波叠前深度偏移具有计算效率高、高频信息保持好且易于提取成像道集等优势,适用于我国陆上高陡构造不甚发育探区。为满足陆上复杂地表三维探区海量地震数据成像的需求,发展了基于GPU平台的三维起伏地表裂步傅里叶(Split-Step Fourier,SSF)叠前深度偏移技术,并引入了单程波偏移的相位校正技术以及基于分布式炮域成像结果的偏移距域道集并行提取技术。陆上复杂断块及缝洞探区实际资料成像试处理表明:基于GPU的三维起伏地表单程波叠前深度偏移成像方法不仅计算效率高,而且能较为准确地刻画复杂断块及缝洞储集体,在横向变速不太剧烈及陡倾构造不甚发育的探区具有很高的应用价值。

划痕型缺陷对光场质量的影响

为了研究高功率激光系统中划痕型缺陷对光场质量的影响,采用分步傅里叶算法对非线性近轴波动方程进行求解,模拟分析了不同划痕参数(长度、宽度、深度)下,元件内部、光束近场、元件后传输光场以及光束远场的光强分布情况。数值模拟结果表明:随着划痕长度、宽度或深度的增加,元件内部以及元件后传输光场的峰值强度和对比度均会相应增强;光束近场的光强对比度也会略微增大;对于光束远场的强度分布,与划痕宽度方向所对应的频谱能量会不断增强。该项研究工作可以为划痕检验标准的制定提供一定的定量分析依据。

电波传播中求解宽角抛物方程的误差分析

为求解不规则地形上电波以较大仰角传播问题,将波动方程近似转化为宽角抛物方程,并用分步付立叶变换方法求解。详细分析了这种求解方法产生误差的机理,给出了减小误差的方法,并以两种典型算例说明了误差的存在及其与计算时间的关系。

激光泵浦碲化物产生中红外超连续谱数值模拟

对2μm波段脉冲激光泵浦碲化物光子晶体光纤产生中红外超连续谱进行了数值研究。通过材料的拉曼增益谱间接求得了对应的拉曼响应函数;由光子晶体光纤的材料折射率和波导结构,通过COM-SOL软件获得了碲化物光子晶体光纤中基模等效折射率,计算了相应的色散曲线和限制损耗;利用自适应的分步傅里叶算法,模拟了中心波长为1.96μm、峰值功率为20kW的50fs脉冲光泵浦碲化物光子晶体光纤时超连续谱的产生,当光纤长度为6cm时,产生的中红外超连续谱波长范围为1.0～4.5μm。

表层多次波成像方法技术研究

在处理表层多次波比较发育的地震数据资料时,和常规将多次波作为噪音进行压制和去除的思路不同,本文提出利用表层多次波来进行地震构造成像的方法技术流程.首先基于互相关技术将表层多次波转化为准一次波,在利用准一次波进行偏移成像之前,提出应用局部倾斜叠加变换的方法,压制由于其特殊的构建过程而常常伴随准一次波的背景干涉噪音,提高准一次波数据的信噪比;然后应用扩展的分步傅里叶偏移方法对去噪后的准一次波数据进行成像,此偏移成像方法在实现分步傅里叶方法时选取多个背景参考速度,不仅继承常规分步傅里叶偏移方法稳定高效,没有有限差分计算存在的频散影响的特点,而且可以增强常规分步傅里叶偏移方法处理复杂陡倾构造的能力.通过数值模拟数据测试,说明本文提出的这一套利用表层多次波进行复杂地下构造成像的方法技术的可行性和有效性.

色散和非线性效应对高斯脉冲综合影响的理论分析

从光孤子传输所满足的非线性薛定谔方程出发,采用单独分析和综合分析对比,分析了影响高斯脉冲传输的色散、非线性等因素,结果表明:二阶色散参量只会影响脉冲的幅值,对脉冲形状影响不大,而输入脉冲的啁啾则是使脉冲发生形变的主要原因;在啁啾、三阶色散和五阶非线性的共同作用下,它们对脉冲都会产生较大的影响,且存在相互影响和制约作用,在某一临界值,对脉冲存在着较高的压缩增益效应和"整形"作用.从理论上提出了改善高斯光脉冲在光纤中传输特性的解决方案,这对光纤孤子通信的实践过程具有一定的理论借鉴意义.

皮秒脉冲在光子晶体光纤中的压缩效应

为了研究初始啁啾和初始输入功率对脉冲压缩的影响,运用对称分步傅里叶方法数值模拟了皮秒高斯脉冲在光子晶体光纤中的传输过程。增大初始啁啾和输入功率可以得到更大的压缩因子,同时最佳光纤长度减小,它们之间基本成线性关系。并且在初始啁啾值和初始功率比较小时,在最佳光纤长度处,品质因子和压缩因子不是同时达到最大值。结果表明,若选取适当的光纤长度和初始峰值功率,可以实现啁啾脉冲在光子晶体光纤中的有效压缩。

远探测声反射成像测井裂步式傅里叶法偏移成像

远探测声反射成像测井相比地震勘探有更高的分辨率,相比常规声波测井有更深的横向探测深度,可以对井外裂缝、孔洞及其他地质界面进行探测,进而对复杂、隐蔽性油气藏进行评价。有效的偏移成像算法是声反射成像测井资料应用的关键。提出远探测声波井下裂步傅里叶叠前深度偏移方法进行偏移成像处理。该方法基于地震资料处理方法中的裂步式傅里叶偏移方法,针对声反射测井作了相应的改进,不受倾角限制和频散的影响,同时,可以适应速度场中等程度的垂向变化。通过数值模拟数据以及实际资料的处理验证了该方法的有效性。

光子晶体光纤中飞秒激光脉冲传输的研究

为更精细地描绘飞秒光脉冲在光子晶体光纤中的传输和演化,在用分步傅里叶方法求解广义非线性薛定谔方程的基础上,详细考虑光纤参数随脉冲峰值频移的变化,模拟了飞秒光脉冲在光子晶体光纤中传输和演化的过程。研究发现,光纤色散和强非线性对飞秒脉冲在光子晶体光纤中传输、演化以及超连续谱的展宽有很大影响。

数值模拟亚纳秒脉冲产生超连续谱的一种改进方法(英文)

提出了一种基于分步傅里叶方法的二次采样法,用以模拟和分析亚纳秒脉冲泵浦光子晶体光纤产生的超连续谱特性。通过此方法在广义非线性薛定谔方程上的应用,在超连续谱模拟中显著缩短了运算时间,模拟结果与实验符合很好。同时还对模拟光谱与实验结果间的细微差别做了讨论。通过此方法,模拟了1.8m晶体光纤中产生的1.15 W续谱和光谱沿光纤长度的演化,为超连续谱实验研究的优化设计提供了依据。