基于非正交坐标系的最小二乘逆时偏移及其在VTI介质成像中的应用

常规逆时偏移应用于地震数据处理时会产生成像假象。为了克服这一问题,基于波恩近似理论和共轭梯度算法的最小二乘逆时偏移成像技术被广泛采用。本文在最小二乘逆时偏移重建波场过程中,使用了非正交坐标系即黎曼空间域的波动方程求解方式,解决了地震信号过采样的问题,更好地恢复了偏移成像的振幅。通过建立笛卡尔坐标系和黎曼坐标系的映射关系,实现波场在不同坐标系的转换。在黎曼坐标系中利用有限差分求解波动方程,在伪深度域进行均匀采样,实现波场延拓和边界条件的计算。介质各向异性的存在导致波场传播发生畸变,从而影响偏移成像质量。类似于在笛卡尔坐标系中的最小二乘逆时偏移成像,本文在黎曼坐标系中实现了各向异性最小二乘逆时偏移成像。相比于常规最小二乘逆时偏移成像,在取得相同成像质量的情况下,黎曼空间域最小二乘逆时偏移成像的计算量得到显著降低。地震数据测试结果验证了基于黎曼坐标系的最小二乘逆时偏移方法的正确性和有效性。

非正交曲线坐标系平面二维电厂温排水模拟

结合河道水流及温排水的运动特性,从非正交曲线坐标系下温排水基本方程出发,采用有限体积法及SIMPLE算法离散求解方程,建立了基于非正交曲线坐标系下非交错网格的平面二维温排水数学模型.用该模型模拟天然河流电厂温排水运动的计算结果表明,该数学模型能合理反映河段电厂温排水运动.

任意正交曲线坐标系下的海洋模式动力框架的发展与评估

本文发展了一个可以适用于任意水平正交曲线坐标系的海洋模式动力框架,并将其应用于中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室发展的气候系统海洋模式LICOM2.0(LASG/IAP Climate system Ocean Model,version2.0)。在经纬网格坐标系下,新的动力框架与LICOM2.0原有的动力框架模拟结果完全一致。基于新的动力框架,海洋模式可采用能够准确描述北冰洋地形的三极网格,克服了LICOM2.0经纬网格版本必须将北极点处理为孤岛的缺陷,从而显著改进了模式对于北冰洋环流和北大西洋经圈翻转流函数(AMOC)的模拟能力。此外,引进三极网格还可以避免模式网格距随纬度增加而急剧减小带来的计算不稳定,在LICOM2.0的三极网格版本中,模式不需要采用任何空间滤波方案仍然能够保证计算的稳定性,从而与LICOM2.0的经纬网格版本相比,极大地提高了模式的并行效率,这一点在当水平分辨率提高到0.1度时表现得尤为明显,海洋模式的并行加速比可以从经纬网格版本的5.8左右提高到三极网格版本的15.0左右。

正交曲线坐标下河口二维潮流过程计算

采用正交曲线坐标对多入流多岛屿的喇叭型河口计算域进行了坐标拟合 ,用控制体积法 (SIMPLEC程式 )对拟合坐标下的水流连续方程和动量方程进行离散 ,在求解过程中采用了欠松驰技术、块修正技术和ADI逐行法 ,用“露滩冻结”动边界技术模拟珠江口黄茅海的二维潮流计算域 ,较好地解决了边滩、浅滩边界随水位的变动问题。验证后的模型成功地复演了 1992年 7月洪水大潮和

非正交坐标系统下斜井泥浆侵入数值模拟

针对斜井剖分过程中采用传统的直角坐标系,矩形网格剖分地层,采用梯形近似处理斜井边界时出现的要达到精确模拟就只能缩小网格尺寸而引起计算量急剧增加这一矛盾问题,根据实际模型引入了非正交坐标系,在非正交坐标系中,存在两种基矢,它们相互之间以及与直角坐标系统之间的转化关系具备一套完整的理论体系,简化了对斜井水平地层以及直井倾斜地层等模型的模拟。实际数值模拟结果表明,采用非正交坐标系在保证精度的同时,极大地减少了运算量,取得了很好的效果。

广义正交坐标系下FDTD算法的吸收边界条件

本文由广义正变坐标系下的波动方程，通过微分算子的分解得到了两个单向波方程，利用差分近似方法得到广义正交坐标系下Mur二阶吸收边界条件，并与文献给出的直角和圆柱坐标系下的Mur二阶吸收边界条件进行了对比和补充．

起伏地表条件下有限差分地震波数值模拟——基于广义正交曲线坐标系

为了解决常规有限差分法在处理起伏地表自由边界条件时存在的需进行复杂坐标旋转和插值运算,以及对起伏地表进行阶梯状离散近似所产生的虚假绕射波等问题,把待求解的物理域离散成贴体正交曲线网格,将该网格映射到计算域的矩形规则网格上,在该计算域内求解一阶弹性波速度-应力方程及相应的自由边界条件,实现了广义正交曲线坐标系下的起伏地表地震波数值模拟问题.该算法简化了自由边界条件的实施,避免了因起伏地表阶梯化网格离散近似所产生的虚假波.数值模拟结果表明,该方法是可行的,可以用于起伏地表条件下地震波传播规律的研究.

正交曲线坐标下三维代数应力通量模型

针对弯曲及不规则明渠的水动力及物质输运特性 ,本文建立了曲线坐标系下的三维代数应力通量数学模型 ,对平面上弯曲及不规则复杂边界情形 ,采用 Poisson方程进行正交曲线坐标变换 ,各向异性的湍流代数应力通量模型被引用于本文的模拟计算中 ,以体现复杂边界条件引起的水动力及物质输运特性的变化。通过 180°强弯曲明渠水槽及贵溪电厂不规则边界河段物理模型试验两个实例计算表明 ,实测值与计算值吻合良好 ,效果令人满意。

基于坐标交叉正交设计的空时分组码

提出了基于坐标交叉正交设计的空时分组码(CIODSTBCs).与复数正交设计空时分组码(CODSTBCs)相比,具有相同的译码复杂性,但速率为1的CIODSTBCs对2～4个发射天线都存在,而CODSTBCs仅仅对2个发射天线存在;速率为3/4的CIODSTBCs对5～8个发射天线都存在,而广义COD(GCOD)STBCs仅仅对3、4个发射天线存在.最后分别对它们进行了仿真.

非正交曲线坐标下三维弯曲河流湍流数学模型

本文在水平方向采用非正交曲线坐标,在垂直方向采用笛卡尔坐标系统,结合实际河床地形实行堵塞技术以实现对实际地形的模拟,在河床表面使用壁面函数法模拟河底阻力,在自由水面采用改进的“刚盖假定”方法,研究开发了非正交三维曲线坐标下的k-ε双方程湍流模型。通过实验室弯道对模型进行了验证,计算结果与实测值吻合较好,将模型应用于天然连续弯曲河流的流场计算,给出了4层流速矢量图和4个断面二次流矢量图。

广义正交坐标系FDTD算法的准完全匹配层吸收边界条件

本文推导出了广义正交坐标系下的各向异性准完全匹配吸收层 (QPML)边界条件 ,给出了直角坐标、圆柱坐标、保角变换柱形坐标的各向异性准完全匹配吸收媒质 .

非正交坐标系下NPC三电平逆变器控制方法

对于二极管钳位式三电平逆变器,采用传统的空间矢量脉宽调制方法在大扇区判断、小三角形判断和矢量作用时间等方面需进行大量的三角函数运算,这大大增加了控制器的计算量。研究了一种非正弦坐标系的空间脉宽调制方法,对传统的空间矢量脉宽调制进行简化。仿真结果和实验结果证明了该非正弦坐标系下的NPC三电平逆变器控制方法的有效性。

非正交坐标系中转子振动的测量

为了解决实测转子振动时所产生的失真问题 ,分析了非正交坐标系中转子振动的变化 ,建立了非正交坐标系与正交坐标系的变换关系 ,并进行了实验验证。结果表明 ,无须强求两个传感器相互垂直安装 ,只要利用本文所建立的变换关系仍可得到转子在正交坐标系中的振动 ,但两个传感器间的夹角最好控制在 2 5°～ 15 5°之间。由此不会产生明显的误差 ,为传感器的安装带来极大的方便。

REVO测头在非正交式三坐标测量机中的探测矢量修正算法

REVO测头是基于正交式三坐标测量机设计和应用的,针对在非正交悬臂式整体叶盘原位测量机下应用REVO测头探测姿态不正确的问题,根据悬臂式测量机的结构特点,提出了一种探测矢量修正算法,通过将控制器返回的数据进行分离,并经过建立的旋转臂与测头之间的准刚体模型变换,得到REVO测头探测矢量与机器坐标系下被测工件表面法矢的关系,达到探测矢量修正的目的.实验结果表明:探测矢量经过修正后,测量30,mm长的量块,平均误差值从0.015,6,mm降低到0.003,7,mm,提高了测量机的测量精度,为REVO测头在非正交式三坐标测量机中的应用和深入研究奠定了坚实的基础.

正交曲线坐标下Boussinesq方程的研究

从质量守恒方程和Euler方程出发,推导出包含底摩擦耗能、波浪破碎效应和亚格湍流效应的改进型Boussinesq方程,并对该方程以及边界条件进行了正交曲线转换,建立了正交曲线坐标系下的二维波浪模型并用实验地形对本文模型进行了验证,计算结果与实测数据吻合很好,说明模型可以较好地模拟波浪传播过程中的浅水变形、折射、绕射和反射等现象。

柱形正交曲线等值坐标电容器的电容

基于等值坐标的意义,用统一的等值坐标方法求解了柱形等值坐标电容器的电容,并指出等值坐标电容器电容的空间意义.

两种正交曲线坐标系单位矢量间的一般表达式

本文采用不同的分析思路 ,导出了曲线坐标系与直角坐标系单位矢量间简明的解析关系 ,并推广到更一般的情况—任何两种正交曲线坐标系单位矢量间的关系。只要一种正交曲线坐标系与直角坐标系或另一种正交曲线坐标系坐标间的单值关系已知 ,利用这些关系式即可得到正交曲线坐标系与直角坐标系或另一种正交曲线坐标系单位矢量间的关系。利用文献上已有的正交曲线坐标系坐标间的单值关系 ,文中提供了正交曲线坐标系与直角坐标系及圆柱坐标系单位矢量间的变换矩阵 。

非正交坐标系下双三相感应电机SVPWM控制策略

针对传统双三相电机空间矢量脉冲宽度调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)算法中含有大量的三角函数和求根运算,且电机定子电流谐波含量大的问题。结合双三相电机的矢量分类技术,在120°的非正交坐标系下提出了一种双三相感应电机的空间矢量脉冲宽度调制算法。判断三相给定电压信号的最大值和最小值,通过总结规律,可直接求得各相开关的切换时刻,无须进行扇区和基本电压矢量作用时间的计算。对仿真和实验结果的分析表明,与传统双三相SVPWM算法相比,所提出的双三相感应电机SVPWM算法可以有效抑制电机定子电流谐波的同时,大大缩短算法执行时间。定子电流谐波的抑制可提高电机控制性能,算法执行时间的缩短将为处理器节约资源。

考虑最佳开关序列的三电平变换器非正交坐标系空间矢量调制简化算法

在三电平变换器的控制过程中,相较于传统正交坐标系下的空间矢量调制算法,60°非正交坐标系算法能够大大简化计算过程,因此得到了广泛应用。但是在最佳开关序列的实现过程中,如果仍采用和正交坐标系算法一样的查表方法,则无法充分发挥该算法在简单性和直观性方面的优势。从60°非正交坐标系矢量空间的独特对称性出发,在传统最佳开关序列实现方法的基础上,提出一种仅需两步排序即可完成的简化方法,既便捷地实现了最佳开关序列,又充分发挥了非正交坐标系简化计算的优势。通过仿真和实验对所提算法的有效性进行了验证,结果表明,该简化算法能够实现与正交坐标系算法一致的输出波形质量和谐波性能。

正交曲线坐标系下紊流数学模型的曲率修正

考虑弯曲边界曲率效应对水流水力特性的影响，建立了正交曲线坐标系下的紊流数学模型。通过计算实例说明。