砂土含水率对DAS振幅响应影响的试验研究

利用分布式声波传感(DAS)技术和地下通讯光纤网进行周界安防(入侵)监控、管道泄漏监测、交通状况评估等是城市安全动态监测的新方向。为探究DAS监测过程中暗光纤周围岩土介质含水率变化对DAS振幅响应特性的影响,设计了小球撞击圆盘与小球直接撞击砂土面二种激振方式下五种质量含水率0%、5%、10%、15%和20%砂土的DAS振幅响应试验。试验结果表明:(1)小球自由下落撞击砂土面激发的振动信号和传感光纤圆环布设可提高DAS信噪比,试验装置可靠性高、试验结果重复性好;(2)受砂土似黏聚力和声波传播衰减两个因素共同影响,DAS信号振幅随砂土含水率变化存在一个临界含水率。当砂土含水率小于临界含水率时,DAS信号振幅随含水率增大而减小,而当砂土含水率大于临界含水率时,DAS信号振幅随含水率增大而增大;(3)因砂土似黏聚力作用和小球撞击时能量转化的差异,小球与砂土的接触形式对DAS振幅响应有显著影响。研究结果为城市地下工程安全动态DAS精细监测提供理论依据。

利用地震波形—振幅响应技术预测海相碎屑岩岩性组合——以北康盆地为例

利用海相地层的沉积—地震响应关系结合地震波形—振幅响应技术可对砂、泥岩进行识别和精细解释,是低勘探程度地区海相地层岩性判别的重要手段。为此,选取北康盆地上渐新统—下中新统层序,以沉积—地震响应关系为基础,利用地震波形—振幅响应技术识别碎屑岩岩性组合。结果表明:(1)碎屑岩沉积过程与地震响应具有较好的耦合关系。(2)对于厚层砂、泥岩,地震反射界面较好地对应岩性界面,对于薄层砂、泥岩,地震波仅能大致确定砂、泥岩的厚度,地震反射界面与岩性界面不具有对应关系;砂、泥岩薄互层和岩性渐变的碎屑岩的地震响应特征容易产生多解性。(3)在厚度小于1/4波长的情况下,地质体顶、底面界面的反射波会产生干涉效应,该效应是波阻抗与岩层厚度共同作用的结果,因此应区别对待薄层砂、泥岩和厚层砂、泥岩以及砂泥岩薄互层的地震响应特征。(4)利用地震波形和振幅分析并结合视波阻抗差在剖面上建立的高精度地震剖面岩相展布,可以为烃源岩和储层预测提供可靠依据。文中方法可为南海海域等低勘探程度地区的岩性识别、烃源岩和储层预测提供可靠依据。

超声波塑料焊机电声转换系统输出振幅响应的有限元模拟

建立了电声转换系统的力学模型,确定了系统激励力与输入电功率之间的定量关系,采用有限元方法对系统的输出振幅响应进行了模拟,验证结果表明,模拟结果可以满足设计要求,为电声转换系统的设计与制作提供了一种简单、有效的检验方法。

油藏模型含油饱和度变化的地震振幅响应特征

针对储层流体地震检测技术不容易识别油层(不含气)的现状,深入研究油、水弱弹性参数差异条件下的地震响应同油水饱和度变化之间的关系,对提升油层地震检测成功率有重要意义。因此,利用矢量波场数值模拟技术,对不同含油饱和度条件下的油藏模型进行波场正演,利用正演结果探索性地研究仅含油—水混合流体油藏的含油饱和度变化引起的地震响应特征,为油层地震检测和定量解释提供参考。研究结果显示:仅含油—水混合流体的油藏在不同含油饱和度时的AVO响应特征基本一致,利用常规手段较难有效区分含油与含水,但通过压制储层反射中的非油气响应,突出油气响应的振幅校正处理后,可以明显看到储层含油饱和度变化引起的地震响应,且不同含油饱和度范围的地震响应特征不同,呈明显的非线性特征,因此,地震资料携带了储层流体信息,利用地震资料检测储层含油性及含油量是可行的,但对储层含油性和饱和度的合理解释需要以正确认识储层含油饱和度变化同地震响应之间的非线性规律为前提基础。

潮流能转换装置串列双圆柱振子流致振动振幅响应研究

合理的排布方式可显著提高流致振动潮流能装置阵列的总体转换效率。针对串列双圆柱振子排布方式流致振动潮流能转换装置,利用ADINA软件对不同参变量下等直径串列双圆柱流致振动振幅响应进行数值模拟,得到不同间距、不同流速、不同雷诺数条件下,上下游圆柱振幅响应规律以及尾流模式和位移时程曲线。制作双振子潮流能装置模型,进行水槽试验,试验结果与数值结果的变化趋势基本吻合。结果表明,在振子间距2D的排布方式下,上下游振子振幅值最大且均大于单振子振幅。

一端弹性支撑的串列双柱和并列双柱在气流中自由端的振幅响应

本文研究了一端弹性支撑的并列双柱和串列双圆柱在气流中自由端的振幅响应,与单圆柱相比,在小间距时,串列双圆柱中前柱的横向振幅受到较强的激励,而在大间距时,振幅受到抑制,特别当L/D=3.5和4.0时,其振幅响应仅为单柱的1/3左右。而对于后柱,则在大间距时,纵向振幅响应有所增大,而且后柱的振幅响应要比前柱的大得多。而并列双圆柱的自由端振幅基本上受到抑制,在T/D>3.0之后,干扰很快减小到接近单个圆柱。

通过射线追踪模拟理解盐下照射——第二部分:倾斜盐体、盐峰和盐下振幅响应的不可互换性

3D叠前深度偏移(PreSDM)能够成像出盐下反射和不规则形状孤立地质体的反射.射线追踪模拟能模拟诸如屏蔽区和地震聚焦的地震照射问题,并能更好地解释盐下地震数据.

液压柱塞式底盖机顶紧器碟簧组刚度特性及谐响应分析

为避免液压柱塞式底盖机顶紧器碟簧长期在交变载荷作用下发生纵向振动和结构损坏,结合工程实际,以顶紧器碟簧组为研究对象,利用物理试验及振动力学理论,得到碟簧不同组合型式的载荷-位移特性曲线、动静刚度比,从而确定合适的碟簧组合型式;之后进行谐响应分析,得到响应频率-振幅曲线。结果表明:摩擦阻尼是促使碟簧载荷位移特性曲线形成滞回区的主要因素,在载荷比较小时曲线接近线性,随着载荷的加大,曲线会呈现非线性特性;顶紧器动静刚度比随着碟簧对合组数的增加而下降;外界激励频率为2100 Hz时共振振幅、von Mises应力最大,且碟簧位置Ⅲ为共振的危险点。

基于谐振效应的自激振荡脉冲超临界二氧化碳射流最优冲击靶距研究

超临界二氧化碳(SC-CO_(2))射流在钻井工程中具有广泛应用前景,并且其破煤压力阈值低、效率高,能够提高钻井效率。但因其较高的破煤门限压力和系统能耗,限制了其推广应用。自激振荡脉冲SC-CO_(2)射流的高脉冲压力和谐振效应可有效降低破煤门限压力,显著提高破煤效率。基于此,开展了自激振荡脉冲SC-CO_(2)射流脉冲频率和脉冲压力幅值对谐振破煤的综合作用研究。采用大涡模拟分析了射流流场结构,明确了流场轴向上脉冲频率和脉冲压力幅值的变化规律;通过脉冲特征测试实验研究了靶距对射流冲击频率和冲击压力的影响,并通过冲击破煤实验研究了脉冲特征对破煤的综合影响,得到了以下结论:自激振荡脉冲SC-CO_(2)射流脉冲频率和压力幅值在射流轴向处并不会保持不变,随着靶距的不断增大均呈现逐渐减小的趋势。仅考虑脉冲频率并不能将谐振效应最大化,需要综合考虑脉冲频率和压力幅值对谐振效应的影响。采用位移响应振幅表征谐振效果,能够反映频率和幅值对谐振的综合影响。靶距较小时,即0~15 mm,位移响应振幅的主要影响因素为脉冲压力幅值;靶距较大时,即15~30 mm,其主要影响因素转变为脉冲频率。减小脉冲频率并增加压力幅值能够有效提高位移响应振幅。不同喷嘴结构条件下,位移响应振幅主要影响因素的转变位置不同,同时最优靶距也并不相同。该研究中,喷嘴a的最优靶距是22 mm,此处的位移响应振幅最大,破煤效果最好,而喷嘴b的最优靶距是26 mm。

舰船纵向有限振幅响应的探讨

本文用水弹性力学方法在频域中的探讨舰船在波浪激励下的纵向有限振幅响应问题。流体自由表面仍采用线性假设，舰船的物面条件则利用相运动及切片理论进行式展开，在频率域中得到一串响应方程组，其一阶响应方程组与线性水弹性力学的结果完全相同。

耗散作用下赤道海洋表层对风应力强迫的响应

利用一个包含摩擦耗散的浅水运动方程,对赤道表层海洋在大气风应力强迫作用下的响应过程进行了解析求解。研究表明,摩擦耗散一方面对赤道表层海洋的响应振幅有削减作用;另一方面,摩擦耗散的强度影响着赤道表层海洋对大气风应力强迫变化的响应快慢程度,摩擦耗散越强,海洋对大气风应力强迫变化的响应越快。

井底岩石的共振响应分析及数值模拟研究

共振钻井是一种新型的钻井提速技术,在钻井过程中,为了达到最优的破岩效果,需要使振动频率与不同状态下岩石的共振频率相匹配,因此研究岩石在井底围压及约束状态下的共振响应特性十分必要。考虑到井底岩石的内部孔隙结构,以及岩石受到的井底围压作用,通过理论分析和数值模拟,获得不同约束下、不同孔隙分布下,岩石的位移响应振幅与冲击力频率的关系,进而得到岩石的共振频率。在模拟条件下,岩石的共振频率不随围压变化,但围压下的共振频率略高于自由状态下的共振频率;当岩石受到径向位移约束时,共振频率变大,且共振频率随岩石泊松比的增大而增大;当岩石内部孔隙沿冲击方向分布均匀时,其共振频率与孔隙度无关;当岩石内部孔隙沿冲击方向分布不均匀时,其共振频率与孔隙分布的不均匀程度相关,不均匀程度越高,共振频率越低。为分析岩石在井底状态下的共振响应特性提供了初步的理论基础,也为共振钻井技术的参数选择提供了依据。

南印度洋热带气旋生成频数气候变率对海温异常模响应的研究

基于1980—2014年的哈德莱中心海冰及海温的月平均SST资料,美国联合台风警报中心(JTWC)的best-track资料以及NCEP/NCAR再分析月平均资料,利用广义平衡反馈方法(GEFA)研究南印度洋热带气旋(TC)生成频数对海表温度异常的响应特征。研究表明:(1)南印度TC生成频数对北太平洋第一模态(NP1)和热带大西洋第二模态(TA2)有显著响应,分别通过了置信度为99%和96%的Monte-Carlo检验,对应的响应振幅分别为0.67和0.49。(2)局地环境要素对关键SSTA模的GEFA响应结果显示:当NP1出现类似于太平洋年代际振荡(PDO)的正位相时,850 h Pa相对涡度在15°S附近的印度洋海域上都有一个自西向东的显著正响应带,垂直风切变在马达加斯加以东的大部分海域都表现为显著的负响应,600 h Pa相对湿度在马达加斯加以东的部分海域表现为显著的正响应;当TA2对应的时间系数为正异常时,850 h Pa相对涡度和600 h Pa相对湿度在澳大利亚的西北部印度洋海域表现为显著的正响应,垂直风切变在澳大利亚的西北部印度洋海域表现为显著的负响应。

基于AQWA计算规则波中新型海工船的运动响应

本文应用三维势流理论的水动力软件AQWA分析一种新型工程船舶在波浪中的运动响应,新型船为改造的波兰中型集装箱船B-573,设计搭载Pram型艉和POD吊舱式推进系统的新型海工船.本文计算此船在规则波中不同浪向角条件下的六个自由度的频域和时域的运动响应,得到在不同浪向角下船体的响应振幅算子RAO,计算船舶顺浪下不同船速的垂荡RAO以及纵荡、垂荡和纵摇三个自由度的一阶、二阶波浪力,分析结果显示该新船型具有良好的耐波性.

深海顶张式立管顺流涡激振动响应预报方法

针对深海顶端张紧式立管,基于刚性圆柱体顺流方向受迫振荡实验的水动力信息,采用有限元方法和能量平衡原理,建立了立管顺流涡激振动幅值响应的分析模型。该模型计及了立管横流方向涡激振动对顺流升力放大效应,根据激发力来源不同,分无量纲频率响应区间计算幅值并进行加权模态叠加。预报结果与Chaplin阶梯状来流涡激振动实验测量数据对比,吻合程度较好。

弹性系统的激励和响应研究(4)

将简谐激振函数代入特殊情况下的微分方程，求出单自由度系统的对应的响应函数。分析响应振幅随时间、阻尼比、频率比变化而变化的趋势和响应振幅最大值的变化范围。

爱达荷国家实验室数据采集器的仪器响应和自噪声分析

本文介绍了爱达荷国家实验室地震台网和全球其他地震台网目前使用的三种不同数字化仪的性能测试。三种数字化仪分别是Symmetric Research的PAR4CH,以及DAQSystems公司的DAQ24USB-5V和DAQ24USB-XR。本文讨论了每种数字化仪的理论响应,以及如何计算滤波器系数。将实验中确定的灵敏度与制造商报告中的灵敏度进行比较,通过进行噪声测试来更好地了解这些数字化仪的局限性。三个数字化仪使用的数字滤波器是多种N阶sinc滤波的组合;因此,通过N个单位矩形函数的卷积计算出滤波器系数。我们测量出具有增益性能的仪器灵敏度,并与制造商报告中的灵敏度进行比较。数字化仪DAQ24USB-5V和DAQ24USB-XR的电路板对于1~16之间的增益设置有着更高的准确度(小于0.6%),对于32和64的较高增益设置则准确度较低(大于1%)。PAR4CH电路板在本研究的三块电路板中的准确度最低(约为5%)。噪声测试表明,在每秒100个采样点的较低采样率下,DAQ24USB-5V具有最低的自噪声,并在1~20Hz的范围是平坦的,而DAQ24USB-XR在较低采样率下具有较高的自噪声,但在10Hz后变平坦。PAR4CH具有最平坦的噪声模型,但是其自噪声却比DAQ24USB-5V大30dB左右。在更高的采样率,即每秒约500个采样点,DAQ24USB达到200Hz左右的时候都非常平坦,之后却开始下降,而DAQ24USB-XR从10Hz到奈奎斯特频率都相对平坦,因此表明DAQ24USB-XR更适合需要较高采样率的应用。

综采工作面煤岩介质雷达超前识别方法研究

煤岩介质识别是采煤机智能化关键技术之一。基于雷达实时性高、适用范围广、非接触性等优点,提出了综采工作面煤岩介质雷达识别方法,并确定了雷达天线的安装位置,区别于综采工作面剩余煤层厚度雷达测量方法,可实现综采工作面煤岩介质的超前动态识别,为采煤机截割滚筒的自主调高和调速提供科学依据。首先,根据空气-煤壁界面处反射波振幅与介质相对介电常数的数学表达式,提出通过对比分析空气-煤壁界面反射波的响应振幅,可以实现综采工作面煤岩介质的识别。然后,设计一维层状介质正演模型,选择400 MHz布莱克曼-哈里斯脉冲作为激励源,引入一阶Mur吸收边界条件,并通过计算正演模型中不同界面深度,验证模拟结果的准确性,模拟结果显示,空气-煤层和空气-岩层界面处反射波振幅分别为19.84和31.43,二者相差1.58倍,通过雷达单道图中界面处响应振幅分析,可以实现煤岩介质识别。最后,选用井下大块原煤和矸石试块进行雷达扫描试验,同一增益下空气-原煤界面与空气-矸石界面雷达波形图响应振幅分别为7092和15029,二者相差2.12倍。以上研究说明,在同一探测环境下,空气-岩层界面反射波振幅远大于空气-煤层界面,通过分析空气-煤壁界面反射波振幅差异可以实现煤岩介质的超前识别。

蜂窝夹层摆臂的振动响应仿真分析

利用ANSYS有限元软件对蜂窝夹层摆臂进行动力学仿真分析。通过冲击振动分析,得出了衰减系数随均布蜂窝数量的变化趋势:蜂窝数量在0~18时,衰减系数呈现递增;蜂窝数量在19~30时,衰减系数呈现递减;蜂窝数为18时,产生的最大衰减系数为1.66。通过周期性冲击仿真分析摆臂的平稳性,得出均布蜂窝数为20时,蜂窝摆臂端振幅对周期性冲击响应最小,最大振幅均值为0.07mm。分析结果表明:随着摆臂蜂窝数的变化,蜂窝摆臂端的振幅响应不同,衰减系数最大时摆臂端振幅响应最小。

动态分析在深水海底管道S型铺设中的研究与应用

介绍动态分析在深水海底管道S型铺设中的应用。重点介绍海管铺设动态分析所计算依据的原理。从输入数据以及校核准则等方面说明动态分析与静态分析的主要区别以及动态分析的优势。介绍响应振幅因子的计算及表示方法；通过对S型管道铺设的动态分析进行了说明。同时简要介绍了铺管分析中常用到的计算软件。