各向异性弹性波有限元叠前逆时偏移

利用有限元法和最小走时射线追踪的界面点法 ,实现了各向异性弹性波的叠前逆时偏移 .理论模型资料的偏移结果清晰准确 ,证实了该系统的可靠性 .通过对各向异性模型资料的各向同性偏移处理 ,发现常规偏移剖面存在较大误差 ,地质体的垂向深度和横向位置与实际模型有偏离 .

压电、压磁和电磁各向异性弹性介质二维问题的Green函数

基于Dirac-delta函数的积分表示和Cauchy留数定理，导出了压电、压磁和电磁各向异性弹性介质二维问题的Green函数。所得Green函数的主要特征为：(1) 其数学表达式是以封闭形式给出的；(2) 适用于平面、反平面以及平面和反平面相互耦合问题；(3) 对于“退化材料”的情形也是有效的。

各向异性弹性波叠后逆时深度偏移

大量数据表明地下岩层的地震各向异性是普遍存在的。然而在常规偏移中,通常视地下介质为各向同性介质,这必然导致一定的误差。研究了各向异性弹性波的有限元逆时延拓算法及有关人工吸收边界条件等问题,实现了各向异性弹性波有限元逆时深度偏移系统。2个理论模型的自激自收资料实算表明,该系统能够清晰准确地进行偏移成像。另外,对这两个模型资料的各向同性偏移证实,常规各向同性偏移剖面上存在较大误差。

基于多图形处理单元加速的各向异性弹性波正演模拟

比较分析了在不同网格大小介质模型情况下,分别采用串行计算、CPU 16个线程并行计算和4块图形处理单元(GPU)并行计算进行各向异性弹性波动方程正演模拟的执行时间差异。发现在网格点为256~3的大模型上,用4块GPU的并行模拟计算相对16线程并行计算与串行计算的加速分别为30倍与156倍。表明多GPU并行算法可以显著缩短数值模拟时间,而且模型网格越大,加速效果越显著。因此,在单机环境下进行大尺度模型的各向异性弹性波正演模拟,采用多GPU并行计算方式是一个合适的加速选择。

各向异性弹性波动方程多分量联合叠后逆时偏移

为了更好地描述地下介质的各向异性特性,实现准确的波场成像,开展了各向异性介质逆时偏移研究。采用高阶交错网格有限差分法推导出各向异性弹性波动方程叠后逆时深度偏移方程,证明各向异性介质向各向同性介质转化的条件,并研究Thom son参数对弹性波场的影响,合成了各向同性介质和各向异性介质多分量零偏移距剖面,实现了多分量模拟记录联合叠后逆时偏移。计算结果表明,能够准确地实现多分量波场叠后逆时成像,使地质层位中的断层、断点等目标成像清晰准确,且偏移成像精度较高,因此各向异性逆时偏移法是一种高精度的深度域偏移成像方法,可以指导实际天然地震资料和人工地震资料的数据处理。

各向异性弹性半空间内圆孔与裂纹对SH波的地震动

采用复变函数法、Green函数法求解了SH波入射下各向异性弹性半空间中圆形孔洞和裂纹的散射问题。基于Green函数法,推导出含圆孔的各向异性弹性半空间内作用出平面线源荷载时的Green函数解。基于裂纹"切割"法,沿着裂纹出现处施加一系列等值反向的应力,使该处的总应力为零,从而构造出了裂纹。则裂纹存在情况下的位移场便可进一步求得,最后通过大量的计算结果,讨论了不同参数对水平地震动的影响规律。

带周期裂缝的不同材料拼接的各向异性弹性平面第二基本问题(Ⅱ)

讨论了带周期裂缝的不同材料拼接的各向异性弹性平面第二基本问题 ( I)所转化成的奇异积分方程组在h2 p类中求解时 ,其解的存在性和唯一性 ,并把该奇异积分方程组的奇异部分写成一般形式 .

各向异性弹性体光滑接触界面上的滑移脉冲波

利用Stroh公式,Fourier分析和奇异积分方程技术研究了两各向异性弹性半空间光滑接触可分离界面上滑移脉冲波的存在及其传播特性。结果表明,如果至少能在一种介质中存在Rayleigh波,且其波速小于两种介质中的最小极限速度,则滑移脉冲波就可以存在。这种脉冲波传播速度不确定,可在最小极限波速与较低的Rayleigh波速之间取值,而该取值范围又取决于无界面分离情况下的第一、第二滑移波的解。分离区大小取决于扰动的强度,界面法向力和质点速度在分离区两端有 1 /2奇异性。

各向异性弹性波高阶有限差分法叠前逆时深度偏移

采用高阶交错网格有限差分法算子构建了各向异性介质多分量弹性波动方程的高精度正演模拟和叠前逆时深度偏移的数值离散方程,在正演过程中采用最大绝对振幅能量法实现各向异性介质多分量初至旅行时的计算,并以此作为多分量双程弹性波叠前逆时成像条件,同时给出计算所需的稳定性条件、多分量叠前逆时成像的基本原理、吸收边界条件等,采用凹陷模型合成了共炮点道集,并进行多分量双程各向异性弹性波叠前逆时成像研究,并与对正演炮集进行多分量各向同性叠前逆时成像结果进行对比。计算结果表明,考虑了各向异性弹性波场的矢量特性,能够更为准确地实现叠前多分量弹性波场的成像问题,使地质层位中的断层、断点等复杂目标成像更加清晰准确,并且偏移成像精度较高,因此开展各向异性叠前逆时成像可为当前高精度岩性地震勘探提供方法指导。

各向异性弹性体在坐标变换下不变量——规范空间的一种应用

将陈氏规范空间的概念引入到不变量的问题中去，并将ＴＣＴＴｉｎｇ找到的不变量及由特征值得到的不变量在规范空间用显式表出。

各向异性弹性体中的J积分分析

研究各向异性弹性体中半无限长主裂纹端存在多微裂纹时的平面问题 ,对其进行 J积分分析。研究显示主裂纹对

基本解法模拟正交各向异性弹性力学问题

将基本解法首次用于模拟正交各向异性弹性力学问题,讨论了虚假边界的选取对计算结果的影响。数值算例结果与精确解的对比表明,该算法精度高,收敛速度快,较少的节点便能达到较高的计算精度。

正交各向异性弹性力学问题的无网格解

将无单元Galerkin方法应用于正交各向异性弹性力学问题的求解,推导了相关公式,编制了相应程序,对受均布荷载作用的正交各向异性两端固支梁进行了分析.数值结果表明,所建立的正交各向异性弹性力学问题的EFG方法可以得到高精度的位移解和应力解,验证了该方法的正确性和有效性.此外,还对影响计算精度的dmax、惩罚因子和布点密度进行了精细的参数分析,为参数选择给出了建议.

二阶各向异性弹性波动方程高阶交错网格有限差分法

通常采用高阶交错网格有限差分法求解一阶双曲型弹性波动方程或用伪谱法求解二阶弹性波动方程以提高局部弹性波场的数值模拟精度,这两种方法尽管能够有效压制频散现象和允许较大的空间步长,但占用的内存较多和计算量较大,而采用低阶中心差分法来求解,不可避免地存在着高频散问题,同时还带来计算过程不稳定现象,为此,提出了采用高阶交错网格有限差分法直接求解二阶弹性波动方程的新思路,推导的高阶差分格式具有计算形式简单,可以推广于求解任意偶数阶时空导数,同时给出计算所需的稳定性条件。在人工边界处采用褶积近似完全匹配层吸收边界条件(CAPML)来吸收衰减边界反射波。从梯状模型的数值结果可以看出,模拟的各种复杂波场清晰准确、精度较高、边界吸收效果好且计算过程稳定,同时指出,比常规方法具有更快速提高数值模拟精度和计算效率的优点。

带周期裂缝的不同材料拼接的各向异性弹性平面混合边值问题(Ⅱ)

讨论了带周期裂缝的不同材料拼接的各向异性弹性平面混合边值问题 ( I)所转化成的奇异积分方程组在 h2 p类中求解时 ,其解的存在性和唯一性 ,并把该奇异积分方程组的奇异部分写成一般形式 .

各向异性固体弹性介质中群速度的解析表达式

通过引入一个仅仅与介质弹性常数有关的矩阵M ,将Christoffel系数矩阵分解成M和一个与波传播方向有关的矢量 P两个部分的乘积 .由此推导出适用于计算各种各向异性固体弹性介质弹性波群速度的普适解析表达式 .群速度作为弹性波波矢的函数 .在特殊对称性方向上该解析表达式的结果与已有文献的结果一致 .利用Matlab软件数值求解Chritoffel方程 ,得到对应于任意方向上的相速度 .图 2 ,参 7.

基于EBSD技术构建弹性各向异性粗晶材料超声仿真模型的研究

针对弹性各向异性粗晶材料晶粒结构和取向定量描述困难,导致超声检测仿真结果与试验符合程度较差的问题,提出基于电子背散射衍射(Electron back-scatter diffraction,EBSD)技术确定晶粒形态及晶体取向的建模思路。利用EBSD技术实测得到了尺寸为96 mm×12 mm的离心铸造奥氏体不锈钢(Centrifugally cast austenitic stainless steel,CCASS)轴-径向截面的晶体取向图谱,选择15°取向相(差)角定义EBSD图谱的晶粒结构,并对晶体取向进行归一化处理。在此基础上借助Bond变换法赋以晶粒在对应晶体取向下的刚度矩阵,对模型中晶粒的弹性特征进行量化表征,建立CCASS超声检测模型。采用时域有限差分法进行数值计算,结果表明:利用该方法能够较好地重现CCASS超声检测特有的结构噪声和主频降低等现象,为揭示超声波在弹性各向异性粗晶结构中的散射机理提供了解决思路。

高弹钛合金板材的织构与弹性各向异性

采用X射线衍射分析技术 ,探讨了六方晶系合金板材弹性模量的计算方法。经不同退火工艺 (850～1 0 50℃ )的合金板材 ,其织构由 { 1 1 2 0 } (1 0 1 0 )转向 { 1 0 1 0 } (0 0 0 1 ) +{ 1 0 1 3}(0 0 0 1 )双重织构 ,对应的轧向弹性模量由 1 0 7 7GPa变为 1 33 2GPa,该结果与实测值相吻合。

基于向列相液晶弹性各向异性偏振光栅结构方位锚定能的理论研究

通过设计上下基板向列相液晶分子排列构建偏振光栅结构模型,并根据向列相液晶Frank弹性理论计算其方位锚定能,其理论结果可为实验测量提供有力的理论指导作用。本文根据弹性理论,考虑弹性各向异性计算了偏振光栅结构的方位锚定能,得到了方位锚定能与光栅条纹宽度关系的解析解。弹性各向异性对方位锚定能有着显著影响。由于液晶具有各向异性,考虑弹性各向异性研究方位锚定能是必要的,其结果更具有普遍性。

长周期相Al_5Ti_3和r-Al_2Ti的弹性各向异性及声子聚焦

为了系统研究四角长周期相Al_5Ti_3和r-Al_2Ti的弹性各向异性及声子聚焦,采用第一性原理计算,并对表征弹性各向异性的数值参数及三维图形、慢度表面和群速度表面进行研究。压缩和剪切的百分比各向异性、最大与最小剪切波速的平方比、"普适弹性各向异性指数"以及弹性模量的三维空间图形表明,Al_5Ti_3和r-Al_2Ti是各向异性的,而且Al_5Ti_3的各向异性更为显著。三个声子模式慢度表面的拓扑结构及曲率表明,纵向声子并不会产生焦散线,而两个横波慢度表面则具有焦散线,慢横波慢度表面尤为明显。慢度表面和群速度表面都呈现为非球形,其中,慢横波模式的各向异性最为明显,快横波模式次之,纵波模式具有最小的各向异性。弹性模量、慢度表面和群速度表面的平面投影图表明,在ab平面r-Al_2Ti比Al_5Ti_3的各向异性更为显著,而在bc平面则是Al_5Ti_3的各向异性更加明显。