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球形分层大地格林函数的理论推导和数值计算
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作者 潘卓洪 王岩 +4 位作者 高磊 王浩丞 肖振民 刘子暄 李慧奇 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期1237-1246,I0033,共11页
目前球形分层大地格林函数在理论推导和数值计算方面还存在着较大的困难。首先,通过球形分层电磁理论推导无穷勒让德级数形式的格林函数,并提出勒让德级数权重函数的递推算法。在此基础上,提出求解球形分层格林函数的复镜像方法,将格林... 目前球形分层大地格林函数在理论推导和数值计算方面还存在着较大的困难。首先,通过球形分层电磁理论推导无穷勒让德级数形式的格林函数,并提出勒让德级数权重函数的递推算法。在此基础上,提出求解球形分层格林函数的复镜像方法,将格林函数的无穷级数求和转化为复镜像位函数的叠加,并推导算法的误差上限计算公式,通过算例验证方法的准确性。针对地球尺度级别球形分层格林函数的数值奇异问题和极缓慢收敛特性,提出基于多精度算法的解决方案,进一步证明复镜像法在计算速度和精度上的优势。所提方法能够解决球形分层格林函数的理论和计算难题,为求解地球尺度级别球形分层格林函数提供有效解决方案。 展开更多
关键词 球形分层大地 格林函数 复镜像法 多精度算法 误差上限计算公式
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基于分层大地电导率模型的电网GIC算法研究 被引量:9
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作者 刘同同 刘连光 邹明 《电网与清洁能源》 2011年第5期26-30,共5页
磁暴在电网感应的地磁感应电流(Geomagnetically Induced Current,简称GIC)与磁暴强度、大地构造和电网结构等因素有关,不同深度大地电导率的差异对GIC影响很大。根据电网GIC产生过程,建立了基于分层大地波阻抗的构造模型,推导了地面波... 磁暴在电网感应的地磁感应电流(Geomagnetically Induced Current,简称GIC)与磁暴强度、大地构造和电网结构等因素有关,不同深度大地电导率的差异对GIC影响很大。根据电网GIC产生过程,建立了基于分层大地波阻抗的构造模型,推导了地面波阻抗的迭代公式和地电场与地磁场的关系式,得到了基于平面波理论的大地感应电场算法,给出了该算法的实现过程和电网GIC的计算流程。根据2006年12月磁暴数据,计算了阳-淮输电系统的GIC水平。计算结果与实测数据对比表明,模型和算法是有效的,并且有精度高、计算简单等优点。 展开更多
关键词 地磁感应电流(GIC) 分层大地模型 电网结构 磁暴
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计算分层大地媒质中格林函数的模拟镜像方法 被引量:1
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作者 邹军 袁建生 马信山 《华北电力大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2002年第3期13-15,共3页
为了快速精确计算分层大地媒质中格林函数,提出了模拟镜像方法.该方法将点源格林函数表示成有限个经典镜像与模拟镜像之和.模拟镜像的位置由经典镜像方法给出,其强度通过广义逆方法逼近格林函数的截断误差部分来确定.对于两层大地媒质问... 为了快速精确计算分层大地媒质中格林函数,提出了模拟镜像方法.该方法将点源格林函数表示成有限个经典镜像与模拟镜像之和.模拟镜像的位置由经典镜像方法给出,其强度通过广义逆方法逼近格林函数的截断误差部分来确定.对于两层大地媒质问题,3~5个模拟镜像即可达到上千个经典镜像的计算精度.与复镜像法不同,模拟镜像的位置和强度均为实数,因此其物理意义比复镜像法更合理,同时,数学处理也更简便,是快速精确计算分层大地媒质中点源格林函数的一个很好的候选方法. 展开更多
关键词 分层大地媒质 格林函数 模拟镜像 电流场 计算机
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水平分层大地电导率对倾斜通道LEMP场影响研究 被引量:1
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作者 王晓嘉 陈亚洲 +1 位作者 万浩江 董国军 《微波学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期89-96,共8页
为了得到水平分层条件下,放电通道倾斜角度、大地电导率以及分层土壤厚度对倾斜通道雷电电磁脉冲(LEMP)场的影响规律,在差分条件下对三维直角坐标系的倾斜放电通道加源方程进行了推导,在此基础上利用时域有限差分(FDTD)法对倾斜通道雷... 为了得到水平分层条件下,放电通道倾斜角度、大地电导率以及分层土壤厚度对倾斜通道雷电电磁脉冲(LEMP)场的影响规律,在差分条件下对三维直角坐标系的倾斜放电通道加源方程进行了推导,在此基础上利用时域有限差分(FDTD)法对倾斜通道雷电电磁场进行了建模。研究结果表明,当放电通道倾斜角度改变时,雷电电磁场峰值会随着倾斜角度的增加而出现明显的上升,同时观测点与雷击点之间的距离越大倾斜角度对电磁场的影响越明显。当电导率发生改变时,上层电导率主要影响电磁场的峰值,而底层土壤电导率主要影响电磁场的下降沿陡度和波尾幅值,对电磁场峰值影响较小,基本可以忽略。此外,电场波形的下降沿陡度随土壤上层电导率的减小而增加,随下层电导率的减小而降低。当上层土壤厚度改变时,在影响深度范围内电场波尾幅值会随着上层厚度的增加而增加,但电磁场峰值基本不受影响,而且随着水平距离的增加表层土壤的影响深度在不断加大。 展开更多
关键词 雷电电磁脉冲 雷电回击电磁场 时域有限差分法 分层大地电导率 倾斜放电通道 土壤厚度
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基于大地电导率分层模型的油气管网地磁暴干扰评估方法 被引量:7
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作者 刘连光 张鹏飞 +1 位作者 王开让 毕武喜 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期1556-1561,共6页
地磁暴对油气管网、电网、高铁系统等基础设施的影响已成为关注的热点。与地磁暴对电网影响的研究相比,目前对油气管网和高铁的地磁暴侵害研究不够。地磁暴在油气管网中感应的地磁感应电流(geomagnetically induced current,GIC)和管地... 地磁暴对油气管网、电网、高铁系统等基础设施的影响已成为关注的热点。与地磁暴对电网影响的研究相比,目前对油气管网和高铁的地磁暴侵害研究不够。地磁暴在油气管网中感应的地磁感应电流(geomagnetically induced current,GIC)和管地电位(pipe-soil potentials,PSP)与磁暴强度、大地构造、埋地管道自身结构等因素有关,不同深度大地电导率的差异影响油气管网的GIC和PSP大小。根据地磁暴在埋地油气管网产生GIC和PSP机理,以及我国岩石圈大地电性构造数据,考虑不同深度的大地电导率的差异,建立大地深层电导率分区分层模型,推导每层波阻抗递推关系式以及大地感应电场与地磁场关系式,得到基于平面波理论的大地和油气管网感应电场的算法,根据分布源传输线理论给出地下油气管网的GIC和PSP计算方法。最后,计算西气东输一线油气管网GIC和PSP水平,证明油气管网GIC和PSP效应评价方法的有效性。 展开更多
关键词 管地电位 地磁感应电流 分层大地模型 分布源传输线理论 地磁暴
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大地分层结构条件下架空线路系统导线—地回路阻抗的计算分析 被引量:4
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作者 朱军 吴广宁 +3 位作者 龚宏奎 吴静文 张龙伟 曹晓斌 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期29-34,41,共7页
架空线路系统导线—地回路阻抗是输电线路过电压防护和电磁兼容研究的重要参数。笔者将大地视为水平分层结构,运用复数镜像法,给出了大地水平分层时架空线路系统导线—地回路阻抗的计算方法,验证了该计算方法的正确性;结合中国特高压输... 架空线路系统导线—地回路阻抗是输电线路过电压防护和电磁兼容研究的重要参数。笔者将大地视为水平分层结构,运用复数镜像法,给出了大地水平分层时架空线路系统导线—地回路阻抗的计算方法,验证了该计算方法的正确性;结合中国特高压输电线路实例,计算分析了大地分层结构条件下架空线路系统导线—地回路阻抗的变化规律。结果表明:文中方法克服了Carson公式计算结果频率性能较差的缺点,具有更高的计算准确度;架空线路导线—地回路阻抗随频率和第1层土壤厚度的增加而增大且有饱和趋势,第1层土壤的电阻率对导线—地回路阻抗有明显影响。 展开更多
关键词 大地分层结构 复数镜像法 导线一地回路 阻抗 频率 土壤电阻率 土层厚度
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采用新颖格式FDTD计算大地垂直分层雷电电磁场 被引量:1
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作者 金涛斌 王龙飞 +1 位作者 刘正文 罗雨 《电工电气》 2020年第7期24-28,38,共6页
雷电电磁脉冲会通过耦合作用产生瞬时高电压和大电流干扰,研究雷电放电过程并快速、精确计算雷电电磁场分布,可有效减少设备损失,降低事故率。在二维柱坐标系下,提出了一种新颖格式的FDTD算法,能够更精确计算大地垂直分层且分界面离雷... 雷电电磁脉冲会通过耦合作用产生瞬时高电压和大电流干扰,研究雷电放电过程并快速、精确计算雷电电磁场分布,可有效减少设备损失,降低事故率。在二维柱坐标系下,提出了一种新颖格式的FDTD算法,能够更精确计算大地垂直分层且分界面离雷电通道较近情况下的雷电电磁场分布,计算结果表明:对大地垂直分层且分界面离雷电通道较近时,计算离雷电通道50m范围内的雷电电磁场,新颖FDTD的计算精度较传统FDTD有显著提高,而计算离雷电通道50m范围外的雷电电磁场,其计算结果与传统FDTD计算结果趋于一致,这说明提出的新颖格式FDTD具有传统FDTD的所有优点,并且在计算大地垂直分层情况下,较传统FDTD具有更高的计算精度,在计算雷电电磁场时,具有更广泛的适用性。 展开更多
关键词 雷电电磁脉冲 雷电电磁场 二维柱坐标系 大地垂直分层
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分层土壤接地格林函数的多精度多分辨率计算 被引量:6
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作者 潘卓洪 李嘉思 +3 位作者 刘曳君 李昭扬 张露 文习山 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第15期4451-4458,共8页
广域系统电磁兼容问题研究采用的大地模型具有分层多和参数差异大的特点,传统数值方法求解接地格林函数时面临严重的数值奇异问题。结合理论推导和数值计算提出格林函数的多精度多分辨率求解方案:利用多精度计算库GMP直接求解积分核函数... 广域系统电磁兼容问题研究采用的大地模型具有分层多和参数差异大的特点,传统数值方法求解接地格林函数时面临严重的数值奇异问题。结合理论推导和数值计算提出格林函数的多精度多分辨率求解方案:利用多精度计算库GMP直接求解积分核函数,从而有效避免一般方法求解失败的问题,并结合解析解验证方法的有效性;提出多分辨率计算方法实现格林函数积分核函数的全积分域复镜像重构,并推导计算误差上限的理论公式,证明多精度多分辨率方法的准确性。最后,针对某分层大地模型,采用多精度多分辨率法求解地表电位分布,并与改进高阶复镜像法进行性能对比,全面验证该文方法的先进性。 展开更多
关键词 分层大地 格林函数 多精度多分辨率方法 接地
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有耗分层媒质上瞬变电磁测深的联合时-频解释 被引量:4
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作者 闫述 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期48-51,共4页
时 -频分析是信号分析中非常有力的工具 ,近年来在处理非稳态信号方面获得了很大的成功。本文将联合时 -频分析 (JTFA)用于处理地球物理勘探中具有扩散性质的瞬变电磁场信号。首先用数字滤波和逆拉氏算法模拟了分层大地表面上中心回线... 时 -频分析是信号分析中非常有力的工具 ,近年来在处理非稳态信号方面获得了很大的成功。本文将联合时 -频分析 (JTFA)用于处理地球物理勘探中具有扩散性质的瞬变电磁场信号。首先用数字滤波和逆拉氏算法模拟了分层大地表面上中心回线装置的瞬变响应 ,然后用Gabor展开研究它们的时 -频谱 ,结果将地层序列成功地区分开来 。 展开更多
关键词 瞬变电磁场 联合时-频分析 分层大地 信号分析 地球物理勘探 有耗分层媒质 瞬变电磁法
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地表垂直分层条件下倾斜通道雷电电磁场特性研究
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作者 王晓嘉 陈亚洲 +1 位作者 万浩江 王李鹏 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期466-473,共8页
为了得到垂直分层大地电导率和雷电回击通道倾斜角度对雷电电磁脉冲场(LEMP)的影响规律,该文利用时域有限差分法对倾斜通道雷电电磁场进行了建模计算。研究结果表明,当观测点位于倾斜回击通道下方时,地表雷电电磁场峰值会随着回击通道... 为了得到垂直分层大地电导率和雷电回击通道倾斜角度对雷电电磁脉冲场(LEMP)的影响规律,该文利用时域有限差分法对倾斜通道雷电电磁场进行了建模计算。研究结果表明,当观测点位于倾斜回击通道下方时,地表雷电电磁场峰值会随着回击通道倾斜角度的增加而出现明显的上升,同时电磁场的上升沿变得更加陡峭。观测点与地表雷击点之间的水平距离越大,雷电电磁场的峰值时间也就越大。对地表电磁场而言,观测点同侧大地电导率主要影响雷电水平电场和角向磁场的初始峰值,而观测点另一侧大地电导率的变化则主要影响水平电场和角向磁场波尾幅值。对地下电磁场而言,增加埋地深度对垂直电场的衰减作用十分明显,而对水平电场和角向磁场来说影响极小。 展开更多
关键词 雷电电磁脉冲场 时域有限差分法 分层大地电导率 倾斜放电通道 倾斜角度
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晚期HEMP作用下铁路牵引供电系统GIC算法研究 被引量:1
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作者 高志伟 周于翔 朱思熠 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期43-49,共7页
高空核爆电磁脉冲晚期效应(E3)会引起地磁场剧烈变化并形成地面感应电场。感应电场等效为激励源与地面长距离导体和大地构成回路,产生地磁感应电流(GIC)。GIC可引起牵引供电系统中变压器直流偏磁,从而严重威胁牵引供电系统的安全运行。... 高空核爆电磁脉冲晚期效应(E3)会引起地磁场剧烈变化并形成地面感应电场。感应电场等效为激励源与地面长距离导体和大地构成回路,产生地磁感应电流(GIC)。GIC可引起牵引供电系统中变压器直流偏磁,从而严重威胁牵引供电系统的安全运行。本文基于平面波理论、分层大地电导率模型并结合牵引供电系统的电路模型,提出E_(3)作用下的牵引供电系统GIC算法,并以带回流线的直接供电方式的铁路牵引供电系统为例,首次计算了系统GIC情况。结果表明,该供电方式下牵引供电系统中的GIC远大于系统中变压器等设备的耐受值,为进一步研究E_(3)作用下牵引供电系统效应及我国铁路设备选型、灾害防治等提供支撑。 展开更多
关键词 高空核爆电磁脉冲 地磁感应电流 分层大地电导率模型 牵引供电系统
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采用新颖格式FDTD计算大地垂直分层雷电电磁场
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作者 金涛斌 王龙飞 刘正文 《轨道交通》 2019年第5期70-73,共4页
1雷电电磁脉冲会通过耦合作用产生瞬时高电压和大电流干扰,研究雷电放电过程并快速、精确计算雷电电磁场分布,可有效减少设备损失,降低事故率。在二维柱坐标系下,提出了一种新颖格式的FDTD算法,能够更精确计算大地垂直分层、且分界面离... 1雷电电磁脉冲会通过耦合作用产生瞬时高电压和大电流干扰,研究雷电放电过程并快速、精确计算雷电电磁场分布,可有效减少设备损失,降低事故率。在二维柱坐标系下,提出了一种新颖格式的FDTD算法,能够更精确计算大地垂直分层、且分界面离雷电通道较近情况下的雷电电磁场分布,计算结果表明:对大地垂直分层、且分界面离雷电通道较近时,计算离雷电通道50m范围内的雷电电磁场,新颖F DTD的计算精度较传统FDTD有显著提高,而计算离雷电通道50m范围外的雷电电磁场,其计算结果与传统FDTD计算结果趋于一致,这说明本文提出的新颖格式FDTD具有传统FDTD曲所有优点,并且在计算大地垂直分层情况下,较传统FDTD具有更高的计算精度,因此本文提出的新颖格式FDTD在计算雷电电磁场时,具有更广泛的适用性。 展开更多
关键词 雷电电磁脉冲 雷电电磁场 二维柱坐标系 大地垂直分层
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Seismic sequence and depositional evolution of slope basins in mid-northern margin of the South China Sea
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作者 黎明碧 金翔龙 +4 位作者 李家彪 丁巍伟 方银霞 刘建华 唐勇 《Chinese Journal of Oceanology and Limnology》 SCIE CAS CSCD 2011年第5期1113-1127,共15页
As one of the biggest marginal seas in the western Pacific margin, the South China Sea (SCS) experienced continental rifting and seafloor spreading during the Cenozoic. The northern continental margin of the SCS is ... As one of the biggest marginal seas in the western Pacific margin, the South China Sea (SCS) experienced continental rifting and seafloor spreading during the Cenozoic. The northern continental margin of the SCS is classified as a passive continental margin. However, its depositional and structural evolution remains controversial, especially in the deep slope area. The lack of data hindered the correlation between continental shelf and oceanic basin, and prevented the establishment of sequence stratigraphic frame of the whole margin. The slope basins in the mid-northern margin of SCS developed in the Cenozoic; the sediments and basin infill recorded the geological history of the continental margin and the SCS spreading. Using multi-channel seismic dataset acquired in three survey cruises during 1987 to 2004, combined with the data of ODP Leg 184 core and industrial wells, we carried out the sequence stratigraphic division and correlation of the Cenozoic in the middle-northern margin of SCS with seismic profiles and sedimentary facies. We interpreted the seismic reflection properties including continuity, amplitude, fi'equency, reflection terminals, and 15 sequence boundaries of the Cenozoic in the study area, and correlated the well data in geological age. The depositional environment changed from river and lake, shallow bay to open-deep sea, in correspondence to tectonic events of syn-rifting, early drifting, and late drifting stages of basin evolution. 展开更多
关键词 seismic sequence depositional evolution slope basins South China Sea
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