SEG/EAEG盐丘模型的三维分步傅里叶炮集叠前深度偏移

用分步傅里叶法对SEG/EAEG盐丘模型进行了三维叠前深度偏移。在偏移中 ,采用相位编码方法 ,使得每次可以同时进行多炮偏移 ,节省了计算量。在计算中 ,采用了MPI并行算法 ,提高了计算效率。数值计算得到了三维SEG/EAEG盐丘模型的精确成像结果 ,这表明三维分步傅立叶法叠前深度偏移是一种精度良好且高效的方法 ,该方法可用于对三维复杂构造的精确高效成像 ,具有良好的实用性。

非均匀步长分步傅里叶算法的改进

研究了大气湍流中斜程路径上激光波束的传输模拟过程中的步长取值问题。针对分步傅里叶算法中大步长情况下的边界反射问题,首先对已有的吸收边界法进行了数值实验,得到了吸收边界法的步长取值上限。提出了滤波函数法,进一步解放了对步长的限制,利用真空中的波束传输模拟,证明了滤波函数法的有效性及其有效区域。结合这两种方法,给出了一种斜程路径上的相位屏设置方式,模拟了激光在此路径上的传输并统计计算了激光光斑的相干长度和闪烁指数。数值结果与理论吻合,证明了滤波函数法可以有效地增大分步算法中步长的上限,从而提升大气湍流中激光波束远距离斜程传输仿真效率。

基于分步傅里叶变换法对非线性薛定谔方程的数值仿真

介绍一种数值求解非线性偏微分方程的方法;分步傅里叶变换法。光脉冲信号在光纤中传输时,同时受到色散效应和非线性效应的影响。所以利用分步傅里叶变换法,考虑光信号在光纤中传输一段微小距离的情况下,先计算色散效应对光脉冲的影响,然后再计算非线性效应对光脉冲信号的影响,进而近似求出非线性薛定谔方程的数值解。最后,应用MATLAB软件来数值仿真这个数值解,仿真结果可以清晰看到色散效应对光脉冲的脉冲展宽,以及非线性效应对光脉冲的影响。

基于改进分步傅里叶算法的弯曲隧道电磁建模及仿真方法

针对现有弯曲长隧道电磁建模粗糙、仿真计算效率不高的问题,论文提出了基于改进分步傅里叶算法的弯曲隧道电磁建模及仿真计算新方法。该方法通过将隧道壁衰减系数引入传统的分步傅里叶计算公式,模拟隧道壁对电磁波的散射与吸收;通过修正空间域内的相位,来表征弯曲隧道内电磁波传播过程中产生的波阵面扭转效应。仿真结果表明,新方法能高效、准确地计算出隧道内的电场分布,相较于传统的交替方向隐式有限差分方法,计算效率提高了37倍。新方法特别适用于宽、长隧道的电磁波覆盖预测和分析,为隧道环境中移动通信系统的设计与优化,提供强有力的仿真计算工具。

基于单程波真振幅分步傅里叶叠前深度偏移方法

这里将单程波真振幅方程与分步傅里叶算子(SSF)相结合,同时还结合了保幅算法和分步傅里叶算法的优点,因此该方法具有计算量小,占内存少,能处理横向变化的速度等优点。并且克服了傅里叶有限差分方法偏移后的振幅都有很大的偏差的不足。与目前广泛应用的常规的分步有限差分叠前深度偏移相比,具有成像精度高,保持地震波动力学特征等优点。在Marmousi模型上成功地进行了真振幅分步傅里叠前深度偏移处理,取得了理想的成像效果。

基于FFTW库分步傅里叶变换算法并行方案研究

介绍了求解抛物型波动方程的分步傅里叶变换(split step Fouriertransform,SSFT)算法计算过程,分析了算法的并行性,并基于西方快速傅里叶变换(fastest Fourier transform in the West,FFTW)函数库研究了2种分步傅里叶变换算法并行方案。所做测试结果表明,文中所提方案尤其是分布式模式方案,对于实现波动方程的快速求解是有效的,且所做工作对于以波动方程为基础的电波传播、电磁环境数据生成等问题的研究具有一定的指导意义。

动态自适应分步傅里叶算法及其在光纤传输模型中的应用

在分步傅里叶算法求解非线性薛定谔方程的基础上,发展了一种动态自适应算法,以达到对时间窗口和步长的动态选择。该算法解决了数值计算过程中由于无法事先估计传输后时域范围而可能引起的仿真结果失真,同时通过对步长的动态选择大大提高了计算效率。在非线性光纤光学、光孤子传输等领域应用该算法都能取得较好的效果。

浅水波近岸行为分步傅里叶方法研究

研究了用KdV方程模拟浅水波近岸的行为,如果用分步傅里叶方法,则水深变化导致的变系数KdV方程的非线性项存在局域性不好以及容易溢出等问题,作者用Matlab语言讨论了解决这些问题的简单方法,实现了浅水波近岸行为的快速分步傅里叶算法模拟,可模拟较长的传输距离,结果表明近岸水深减少导致水波峰值变大,前沿变陡,后沿变宽.

分步傅里叶偏移

我们所研制的分步傅里叶方法可应用于二维和三维叠加地震数据的偏移。此偏移方法需在频率—波数和频率—空间两个域内实现。考虑到速度的横向变化,我们定义一个参考慢度(速度的倒数)作为偏移段的平均慢度,还有一个空间变化的扰动项。由此平均慢度可确定一个参考垂向波数,同常速相移偏移一样,它可用于频率—波数域向下延拓地震数据,而扰动项则代表扰动源的某种影响。而频率—空间域中的第二次相移正是为此设置的。由于该方法没有计入慢度场的二阶和高阶空间导数的作用,所以理论上,只有当慢度的横向变化不大,波的传播角度不太陡的情况下该方法才是精确的。但是,合成例子与实际例子都证实,该方法可在实际地质构造上获得良好的结果。

分步傅里叶法求解广义非线性薛定谔方程的改进及精度分析

利用分步傅里叶算法求解广义非线性薛定谔方程时对非线性项的处理往往采取了较多的数值近似,而且需要特别小心选择空间和时间的步长以及窗口尺寸,以保证精度要求.以描述光子晶体光纤中超连续谱产生的广义非线性薛定谔方程为例,利用分步傅里叶方法求解时对非线性项直接采用积分处理,而不采取任何数学近似,数值计算时又将积分变成卷积利用傅里叶变换求解,从而方便而又精确地完成了非线性项的计算.整个过程没有任何人为的近似,从而保证了计算模型的精确度.同时,还对因步长选择引起的计算精度进行了分析,提出了从频谱图上判断空间、时间步长选取合理性,从时域图上判断时间窗口合理性的方法,从而为广义非线性薛定谔方程求解过程中的步长选择等问题提供了直观参考标准.

傅里叶分步算法在海上电波传播预报中的应用

针对不规则地形和非标准大气环境,推导了电磁波传播的抛物型方程模型。该模型基于修正平坦地面的抛物型方程,采用了分步傅里叶算法;使用AREPS3.0软件计算不同距离上的路径损耗,大气信息取自舰载气象站;并与舰载雷达实际观测数据进行比较,结果表明两者有较好的吻合。

利用改进的分步傅里叶算法模拟超连续谱的产生

为提高模拟超连续谱(SC)产生的精度,在不增加计算量的情况下对传统分步傅里叶算法作了一定的改进。传统分步傅里叶算法只考虑初始脉冲中心频率对应的色散系数,而超连续谱的光谱范围很大,当色散系数随波长变化较大时,传统算法会存在较大误差。改进的算法将整个脉冲包络看成由多个单一频率分量组成,对各频率分量分别处理,从而将整个脉冲包络内所有频率分量的色散系数都考虑在内。将改进算法分别用于模拟色散曲线只包含一个和两个零色散点的光子晶体光纤(PCF)中超连续谱的产生,并与传统算法的模拟结果相比较,结果表明,改进算法在模拟单零色散光子晶体光纤中超连续谱产生时优势不明显,但对模拟双零色散光子晶体光纤中超连续谱产生却有一定优势。

自傅里叶信号在光纤中的传输特性

提出了自傅里叶孤子概念。对自傅里叶孤子信号及自傅里叶高斯信号在光纤中的演变和传输进行了数值模拟和时频分析。结果表明,输入自傅里叶高斯信号,将演变成一类非自傅里叶孤子;三阶色散效应会影响由自傅里叶高斯信号所演变的孤子的震荡传输幅度,且引起孤子时域延迟、频谱不对称.

自傅里叶光孤子的相互作用特性

用分步傅里叶变换方法数值求解非线性薛定谔方程,研究了一阶自傅里叶光孤子信号在光纤传输中的相互作用特性,证明了算法内部不存在理论误差。数值模拟结果表明:1)一阶自傅里叶孤子对中的相互作用表现不同于一阶标准孤子对,它类似于二阶或准二阶孤子之间的相互作用特性。两孤子经历一段周期性的相互吸引后,出现强烈的相互排斥。2)孤子相互作用特性不足以用孤子的阶去区分或分类,在同一阶的孤子中,不同的脉宽对孤子的相互作用有显著不同的影响。3)微弱的三阶色散效应有利于抑制一阶自傅里叶孤子间的相互作用。

三阶色散下的自傅里叶孤子与标准孤子相互作用

对一阶自傅里叶孤子与一阶标准孤子光信号在光纤中传输的相互作用特性进行了数值模拟研究。所用方法为算法内部不存在理论误差的分步傅立叶变换法。结果表明:同为一阶孤子,若振幅不同,三阶色散效应导致的线性延时性不同,振幅越大,延时越多;孤子的近程相互作用会进一步改变孤子的群速度,甚至可以依据两孤子的先后排列方向而决定减速还是增速。

自傅里叶光孤子与自傅里叶高斯光脉冲的混合传输

对一阶自傅里叶光孤子混合对信号在光纤中的演变和传输进行了数值模拟研究。所用方法为利用分步傅立叶变换方法数值求解非线性薛定谔方程,文中并证明了算法内部不存在理论误差。结果表明:一阶孤子与微扰的一阶孤子的相互作用以及一阶孤子对的初值稳定性依赖于起始输入的不同结构形式。一阶自傅里叶孤子混合对中的相互作用表现不同于一阶标准孤子混合对,它类似于二阶或准二阶孤子的相互作用特性;孤子相互作用特性不足以用孤子的阶去区分或分类。

傅里叶分布抛物方程法的准三维研究

文章介绍了二维抛物方程的傅里叶分步法,提出了一种基于二维方法的准三维研究方法。将三维图形分解为两个二维图形。首先通过二维方法解决圆锥的主视图(三角形)和俯视图(圆形)的电波传播问题,将主视图和俯视图的计算结果分别与参考文献[5]和HFSS中的模型进行对比,从而验证其正确性。该方法比二维的研究范围更广,同时比直接使用三维公式求解简单。

孤子在线性色散渐减光纤中压缩时自适应步长的研究

本文根据光孤子在线性色散渐减光纤中压缩时的演化规律,提出了步长随光纤中的色散长度和非线性长度的乘积变化的自适应步长分步傅里叶变换法.与定步长分步傅里叶变换法比较,同样的步数模拟,自适应步长分步傅里叶变换法可以减小引入的误差,模拟结果更准确.

蒸发波导对雷达探测的影响

大气波导使雷达电磁波产生异常传播 ,研究其对雷达探测范围的影响具有重要意义。文中利用抛物方程模式及分步傅里叶算法对电磁波在蒸发波导条件下的传播进行数值模拟 ,并结合在福建平潭的试验 ,验证了模式的正确性 。

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。