浮泥海床上孤立波的粘滞衰减

本文将海底浮泥作为粘性流体处理,利用分层流体模型,首次研究了浅水孤立波在浮泥海床上的衰减。在分层流体模型中引入了三个边界层,理论推导分析得出了边界层内外的流速分布;由边界层内粘滞能量损失推求出波高沿程衰减系数。为证明本文理论,采用天津新港浮泥进行了水槽实验,实测波高沿程衰减与理论预测值符合良好。

运动粘滞大气中的耦合方程组解析解的新方法

由于声波在大气中传播特性处理的数学复杂性,求耦合方程组解析解的工作已很少见.本文首次将NMA(Normal Mode Analysis)和同伦分析方法(HAM,Homotopy Analysis Method)相结合对考虑风和粘滞因素的耦合方程组进行解析解的求解.首先由基本控制方程推导了运动粘滞大气中的耦合方程组,通过匀质无风的耦合方程组,对声波在大气中衰减特性和相速度进行了分析,之后利用NMA对其进行了解析解求解,并将其作为初始近似,利用同伦分析方法对有风、粘滞分层大气中的耦合方程组进行了三阶近似解析解的求解,最后进行了数值模拟.结果表明,由于多种大气要素的影响,随着传播距离的增加,声压峰值越小,且频率越大衰减越快,因此风和粘滞特性是影响近地面声波传播特性的重要因素.

饱含流体介质的地震波场特征及频率分布

地震波在含流体地层中传播时,由于受到流体的粘滞性和内摩擦等阻力的影响,其波场较不含流体时要发生显著变化。为了定性地研究地震波的这种波场特征及变化规律,该文将Korneev等人提出的一维弥散、粘滞型波动方程拓展为二维形式,推导了二维弥散、粘滞型波动方程的解,并通过数值模拟分析和归纳了含流体地震波场随粘滞性衰减系数和弥散耗损系数变化而变化的特征和规律,为储层识别和预测提供了理论依据和指导。结果显示,粘滞性衰减系数主要影响地震波的频率分布,随着其值的增大地震波的主频迅速低移;弥散耗损系数主要影响地震波振幅的衰减,而几乎不改变地震波的频率分布。

井间地震粘弹性波场特征的数值模拟研究

以数值模拟方法为基础,研究了井间地震粘弹性波场特征及传播规律,并重点研究了井间地震波的粘滞衰减和散射衰减。从本构方程和运动方程出发,给出了二维粘弹性波方程交错网格任意偶数阶有限差分数值模拟方法。对均匀模型、含洞均匀背景模型和含洞层状模型进行了井间地震粘弹性波场数值模拟。结果表明,该方法模拟精度高,边界吸收效果好。介质的粘滞性使得波振幅明显衰减、波形和相位畸变严重,主频向低频偏移显著,且有效频带变窄。洞的散射波同相轴为双曲型,但其同相轴曲率大于直达波的曲率。洞的散射引起直达波振幅衰减明显,而对直达波主频的影响较小。当洞的直径小于一个波长时,洞散射波的主频高于直达波的主频,且与洞的大小关系密切。