基于固体声弹理论的地震反射透射研究进展

多期沉积埋深及成岩过程使地下储层介质具有复杂初始地应力,应力范围跨度大且分布方向复杂.初始地应力对储层介质岩石物理与地震波传播响应具有显著影响.地震反射透射系数方程可以量化储层性质与地球物理观测数据的关系,构建考虑初始地应力作用的地震反射透射系数方程有利于更好理解深部储层界面处地震波传播特征,为深层油气勘探奠定理论基础,正逐渐受到国内外学者的关注.当前已提出的相关理论模型主要从固体声弹理论出发,考虑初始应力与地震波扰动引起的微小固体应变,聚焦岩石物理与地震反射透射参数化的理论方法研究,在应力诱导各向异性参数反演、地应力预测、油气储层识别等方面开展了初步实际应用探索.本文首先介绍固体声弹理论核心内容,然后介绍了基于声弹理论的地震反射透射模型、基本假设及其阶段性应用进展,讨论了方程的局限性以及在地震勘探领域的发展方向.

多层均匀材料复合结构的声反射透射特性研究

采用传递矩阵方法,依据层界面上应力和振速的连续性,从理论上推导了2种典型的任意多层均匀材料复合结构的反射透射系数公式,研究了一些常用复合结构形式的声反射和透射特性.数值计算结果表明,有橡胶层的多层复合结构的吸声效果取决于各层材料的声学性质、厚度以及声波的入射角.

基于快速广义反射透射系数方法的面波群速度计算

在利用实际地震资料反演地球内部结构时,群速度往往比相速度更有意义.本文在水平层状均匀介质模型中,用快速广义反射透射系数方法(Pei,2008)计算了基阶瑞雷面波的群速度,并推导了Chen(1993)4×4层矩阵E的逆的解析表达式.文中用数值实验的方法合成了两个典型模型的群速度频散曲线,并与复合矩阵方法计算的结果进行了对比,结果表明本文的方法是切实可行的,与广义反射透射系数方法相比明显地提高了计算效率,尤其是在高频、层厚度大和层数多的情况下表现得变为突出.

计算线源响应的广义反射透射系数矩阵方法

本文给出了一种迅速有效地计算成层介质中线源综合地震图的方法．推导了平面内Ｐ－ＳＶ波在成层介质中的反射透射系数矩阵及线复的震源系数，并由此得到线源响应被积函数的表达式；通过在有限和半无限区域内分别将被积函数展成不同多项式的线性组合，获得了波数积分的解析表达式．数值算例表明，当震中距大于１０ｋｍ以后，这种积分方法的速度逐步快于离散有限波数法．

用反射透射系数递推算法计算有限周期光子晶体的带隙结构

提出了一种计算光子晶体带隙结构的新方法,即用反射透射系数递推算法(RTCM)对不同介电常数,不同结构特点一维光子晶体的带隙结构进行了讨论,计算结果表明本文所提出的方法物理概念清晰,公式简洁。

合成地震图的广义反射透射系数矩阵方法

简述了在均匀层状介质中，合成地震图的广义反射透射系数矩阵方法，并通过与前人的计算结果对比，检验了经过修改调试后的合成地震图的计算程序。计算与对比表明，经修改调试后的程序对于各种因素．包括震源类型、震源深度、震中、频率和慢度都有较好的普适性，适用于实际的地震波形研究。

基于弹性波反射透射理论刀具故障声发射信号传播特性研究

运用声发射(AE)技术诊断机床刀具故障时,故障AE信号在传播过程中除存在常见的吸收、扩散等,还存在由于机床结构界面不规整而导致在传播过程中发生的信号畸变,极大影响故障检测结果准确性,因此探索故障AE信号的传播特性对于提高故障诊断的准确率极为重要;本文提出一种基于弹性波反射透射理论的AE信号传播特性研究方法,运用数值仿真对故障AE信号传播中结构界面不同接触长度与不同接触厚度情况下AE信号的传播特性进行模拟,并选用幅值和能量作为特征量来衡量变化规律,研究结果表明:①界面接触长度变化对AE信号的幅值影响较小,但是AE信号能量随着长度的增加衰减逐渐增大,因此在故障检测时,如选择幅值作为特征参数,只需保证所布置传感器位置厚度相近即可;②AE信号的幅值和能量随着界面接触厚度的增加,衰减逐渐增大,且能量的衰减大于幅值,因此检查时若厚度不均匀时,为减少干扰,应尽量选择厚度相近处布置。

反射透射型导光照明灯具

一、概述传统的照明灯具,一般都是光线从光源发出,通过反射器或灯罩直接照射到被照面上。反射,透射型导光照明灯具与传统的照明灯具有所不同。这种照明装置是由一根透明度很高的无色透明管,内壁吸附着一层'光学照明薄膜'(Scotch Optical Lighting Film,简称SOLF材料)以及一只安装在透光管一端的点光源所组成,它主要是利用'光学照明薄膜'的光学性质,将光源发出的光线分成两个部分,其中一部分(含比例很少)延无色透明光管径向方向'缓慢'地透过SOLF光学照明薄膜和无色透明管,在周围空间环境中产生一种不是十分明亮的光环境,起到告示,引路和导向作用。另外一部分(含比例很大)

黏弹各向异性介质中波的反射与透射问题分析

黏弹各向异性介质中传播不均匀波,其反射、透射模式不仅与介质分界面两侧速度对比有关,还与品质因子Q的对比有关.用伪谱技术模拟黏弹各向异性介质分界面上波的反射、透射,并与弹性各向异性介质、黏弹各向同性介质和弹性各向同性介质的模拟结果做比较.计算平面波的反射、透射系数,分析介质的黏弹性和各向异性对反射、透射系数的影响.数值模拟了一个三层介质模型中的波场,分析两个分界面上产生的反射波的特征.黏弹各向异性介质中,qS波比qP波衰减程度大.

K波段高增益宽带的异极化透/反射阵列天线

提出了一种具有新型多功能空间馈电平面的阵列天线,可以同时实现透/反射两个波束。该阵列通过快速响应编码对圆环反射单元和透射单元进行合理分布,以实现不同极化方向的透/反射波束。基于所提出的透射和反射单元,设计并制造了具有25×25个单元的透射-反射阵列天线,分别产生θ=0°向后的x极化方向的反射波束和θ=180°向前的y极化方向的透射波束。该天线的中心频率为22 GHz,测试结果表明,反射波束最大增益为22 dB,3 dB增益带宽达到28%;透射波束的最大增益为19.2 dB,3 dB增益带宽达到27%。

利用广义反射-透射系数方法求解含低速层水平层状介质模型中面波频散曲线问题

在计算面波频散问题的广义反射-透射系数方法基础上研究了含有低速层的均匀平层固体地球模型的面波的频散曲线以及简正振型的计算问题.当不存在低速层时,仅利用陈晓非1993年提出的单一的久期函数对求解这两个问题已经足够.但是当模型中存在低速层时,该单一久期函数在数值求解较低阶模式很困难.本文提出用久期函数族代替该单一久期函数、对不同的简正振型模式采用对应的久期函数来求解的方法,从而更加容易有效地求解较低阶的模式,完善了利用广义反射-透射系数方法求解面波频散问题的理论和算法.

界面起伏条件下反射/透射算子+单程波方程的地震波模拟方法

本文导出了一种由单程波方程利用反射/透射算子的可分表示方法模拟复杂介质中一次反射地震波的数值算法.文中利用算子可分表示理论将反射/透射算子分解成适合于双域(空间域和波数域)运算的表达形式,使得本文得到的地震波数值模拟算法可适应于一定程度横向非均匀介质和界面起伏情况,在入射角小于45°时能够准确模拟振幅随入射角(AVA)的关系.就模拟一次反射地震波而言,与前人研究的双程波动方程伪谱法地震波模拟相比,本文算法具有足够高的模拟精度,且计算效率成倍地提高.

饱和土介质中地震波在水、气分界面上的反射与透射

基于修改的Biot模型,研究地震波在气饱和土中的传播特性以及地震波在饱和土中气、水界面上的反射和透射.从理论上分析气饱和土与水饱和土的特性差异,根据界面连续条件推导了反射系数与透射系数的一般计算式;通过数值算例分析了气饱和土中波的传播特性,并分析了饱和土中P1波入射气、水界面时反射系数和透射系数与入射角及频率的关系.结果表明,波在气饱和土中的传播与水饱和土中有较大差异;频率和入射角度对反射系数与透射系数均有较大影响;并获得了波传播的某些新认识.这对地震工程的波动勘测技术和场地反应分析具有理论及实际意义.

求解电磁波在层状有耗介质中反射和透射的精细积分方法

层状体系分界面处,电场与磁场的水平分量连续,为了便于匹配分界面处的边界条件,将频域麦克斯韦方程化为只含有电场与磁场水平分量的一阶常微分方程形式.采用基于两端边值问题的精细积分方法,分析了电磁波在层状有耗介质中的反射与透射问题.把控制方程按边值问题求解,可以避免在运算过程中出现指数矩阵相乘的大数溢出问题.将数值计算结果与广义传播矩阵方法加以对比,结果显示,精细积分方法具有更好的精度和数值稳定性.

高压下测量岩石纵波速度的反射—透射法

:介绍了一种高压下测量岩石纵波速度的新方法——反射—透射法。并在室温高压 ( 0 .1～ 0 .3GPa)的条件下测量了麻粒岩和榴辉岩等样品的纵波波速 ,所获得的结果在误差范围内与前人的工作相吻合 ,而该方法能达到的实验压力更高。与透射法相比 。

P波在饱和粗颗粒夹层界面上的反射和透射

为研究应力波在埋入式桩板路基饱和粗颗粒夹层结构界面的反射和透射效应,以平面P波为例,结合埋入式桩板路基的结构特点,基于Biot饱和多孔介质波动理论和弹性波动理论,建立了考虑饱和粗颗粒夹层反射波叠加影响的弹性介质-饱和粗颗粒夹层-弹性介质界面效应模型;采用引入势函数的方法推导了应力波在饱和粗颗粒夹层交界面上的反射和透射系数;通过数值算例研究了不同因素对反射和透射系数的影响规律.研究结果表明:夹层厚度、孔隙率、剪切模量改变了能量在交界面上的分配关系,且表现出周期性谐振特性,孔隙率由0.2变化到0.4时,反射系数增大了约25%;剪切波的传播引起反射系数在剪切波谐振频率处震荡且受阻尼作用,渗透率及透水条件对粗颗粒夹层的反射系数影响明显.

层状粘弹性介质中SH波的反射、透射问题

处理粘弹性介质有两种方法,一种是在运动方程中加入介质的粘滞性因素,另一种是从本构方程入手,建立介质的粘弹性模型。后一种方法在研究介质物理性质上具有直接性,是目前使用较为普遍的处理方法。从本构方程的角度,以波尔兹曼(Bo ltzm ann)叠加原理为基础,建立积分型本构方程,进而建立粘弹性介质波动方程,得到二维粘弹性平面波解,并研究了层状粘弹性介质分界面处平面波的反射、透射问题,计算反射、透射系数CR、CT,同时进行了一定的理论分析。

厚胶层复合材料黏接结构中超声反射/透射特性的有限元仿真

针对厚胶层复合材料黏接结构,采用有限元法对其中发生黏接界面弱化、胶层内聚弱化时的超声反射/透射系数进行了仿真计算。在仿真模型中,利用弹性薄层物理场边界模拟了常规理论推导中的弹簧模型边界条件,通过改变胶层材料的弹性常数实现了对胶层内聚状态变化的模拟。仿真计算结果表明:随着黏接界面弱化程度的加剧,超声反射/透射系数频谱曲线将向低频方向偏移,而超声反射/透射系数角谱曲线将向大角度方向偏移;随着黏接结构中胶层内聚弱化程度的加剧,对应超声反射/透射系数频谱、角谱曲线的偏移趋势与发生黏接界面弱化时的情况一致。研究成果解决了利用有限元法对厚胶层复合材料黏接结构中黏接界面、结构胶内聚层进行模拟处理的问题,且仿真结果和理论计算结果吻合良好。

基于耦合反射/透射系数单程波传播算子的地震波模拟研究

单程波近似实际土是一种多次前向散射和单次后向散射近似.利用单程波近似来描述波传播可以极大地节省地震数值模拟的计算时间和内存,实现地震波长距离传播模拟和三维地震模拟快速计算.本文基于单程波近似和波动积分方程的分离变量逼近,从广义Lippmann-Schwinger波动积分方程推导出耦合反射/透射系数的单程波传播算子.该算子由两部分构成:分离变量Fourier单程波传播算子和薄板间的反射/透射系数表达.前者将常规的Fourier分裂步单程波传播算子(SSF)推广适应横向强速度变化介质和大角度传播波场.后者是利用垂直波数来表示反射/透射系数,自然耦合到波场传播的计算过程中,其为地质界面倾角的隐式表达,精确描述振幅随入射角的变化,能适应任意复杂的模型.通过两个数值算例和一个实际地质模型的计算,本文将该方法和边界元法进行了比较,结果表明:在算例给出的介质横向速度变化情况下,本文提出的方法在相位和振幅方面与全波数值方法基本吻合.

弹性波在准饱和土和弹性土界面的反射与透射

考虑土颗粒和孔隙流体的压缩性,根据准饱和土体的变形连续条件和平衡条件,推导了P1波(快压缩波)、P2波(慢压缩波)和S波的计算公式．根据Snell定理,研究了平面P1波从准饱和土体入射到弹性土层时在界面上的反射和透射,并绘制了反射系数、透射系数和界面应力、位移随入射角的变化曲线,结果表明:饱和度是影响界面效应的一个重要因素,当饱和度低于99％时,反射和透射系数以及应力和位移基本相等,变化不大,但当饱和度为100％时,虽然饱和度比99％提高了1％,但反射和透射系数以及应力和位移值比饱和度为99％时明显降低．