基于2.5维有限元算法的边界处理及网格划分

由于2.5维周期化技术能有效地处理列车振动波传播模拟过程中计算尺度与计算时间的矛盾,因而国内外学者在此理论基础上将FE(有限元)和粘滞边界以及IFE(无限元)等边界处理方法进行耦合.为讨论上述算法中有限元网格划分区域及单元大小对计算精度影响,通过运用软件Matlab编制程序读取Ansys中的模型信息,并将2.5维有限元和无限元边界耦合等算法在其中得以实现.在此基础上发现在相同的网格划分条件下,采用2.5维无限元边界较粘滞阻尼边界具有更高的精度,同时通过选取不同尺寸的有限元模拟区域及最大网格大小,将计算结果与经典解析解进行比较,并对上述网格划分参数的合理选择提出了建议.

利用超导重力技术约束核幔耦合参数

地球液核自由章动(FCN)参数(本征周期和品质因子)与核幔边界的粘滞和电磁等耗散耦合密切相关,基于实际观测与理论推导的FCN参数探讨了液核顶部的粘滞系数,地幔底部的电导率以及核幔边界动力学椭率等核幔耦合机制中的关键参数.根据高精度超导重力仪观测序列调和分析标准差和单个台站资料经不同海潮模型改正后拟合的FCN参数质量,对全球地球动力学合作观测网络台站的超导重力观测资料进行筛选,利用多个最新海潮模型计算平均海潮负荷,并用迭积法拟合了FCN参数,结果与最新超导重力和VLBI同类研究结果一致.在此基础上,结合角动量法推导地FCN理论模型研究了核幔边界的粘滞和电磁耦合参数.数值结果表明液核顶部的粘滞系数应该在6.6×102～2.6×103Pas之间,这与根据地球章动,液核自由章动及日长变化等的实际观测得到的粘滞系数结果非常吻合.地幔底部的电导率需要达到2.6×106～1.0×107Sm-1才能符合实际观测的FCN品质因子量级.耗散耦合对FCN本征周期的影响仅为1～2恒星日.