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浅部约束的地磁测深C-响应一维反演 被引量:6
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作者 李世文 翁爱华 +5 位作者 李建平 唐裕 张艳辉 杨悦 李大俊 李斯睿 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期1201-1210,共10页
地磁测深研究的周期范围通常为10~5~10~7s,缺少反映浅部电性结构的短周期信息,而C-响应受浅部电阻率影响明显,因此本文提出在反演中增加浅部(约200 km)电阻率约束以提高深部反演的稳定性和可靠性.在磁层环状电流满足P_1~0假设的条件下,... 地磁测深研究的周期范围通常为10~5~10~7s,缺少反映浅部电性结构的短周期信息,而C-响应受浅部电阻率影响明显,因此本文提出在反演中增加浅部(约200 km)电阻率约束以提高深部反演的稳定性和可靠性.在磁层环状电流满足P_1~0假设的条件下,球坐标系中一维导电薄球层状地球的C-响应和电导率分布关系由边界条件通过递推的方法计算得到.反演采用有限内存拟牛顿(L-BFGS)法;浅部电阻率约束通过将目标函数对模型参数的梯度设为零来实现;通过置信区间分析评价约束反演结果的可靠性.合成数据的无约束反演虽然最终的拟合效果很好,但浅部电阻率受初始模型影响,差异较大;采用浅部约束后,反演结果对初始模型依赖性明显减小,同时还能显著提高200~600 km范围内反演结果的准确性.对全球近地轨道卫星观测的C-响应数据约束反演后结果与前人一致,表现为地幔电导率整体上随着深度的增加而增加.参数置信区间分析表明,由于约束反演加入了浅部信息,电阻率的变化范围更加紧致,说明反演结果更加可靠.因此,有必要通过其他地球物理方法,如长周期大地电磁测深等获得浅部电阻率分布,作为先验信息参加反演,进行浅部约束的C-响应反演,获得更可靠的一维全深度电性结构,为地磁测深数据解释奠定基础. 展开更多
关键词 地磁测深 c-响应 一维反演 模型约束 置信区间
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基于全局光滑约束的地磁测深C-响应估计 被引量:2
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作者 张艳辉 翁爱华 +3 位作者 李世文 李建平 杨悦 唐裕 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1898-1907,共10页
地磁测深C-响应,包含着地球内部结构的导电信息,因此获得高质量的C-响应估计对于揭示地球内部准确的电性结构至关重要,为此本文提出一种计算地磁测深C-响应的新思路.不同于以往单个频点估计办法,新方法基于相邻频率C-响应连续光滑的特... 地磁测深C-响应,包含着地球内部结构的导电信息,因此获得高质量的C-响应估计对于揭示地球内部准确的电性结构至关重要,为此本文提出一种计算地磁测深C-响应的新思路.不同于以往单个频点估计办法,新方法基于相邻频率C-响应连续光滑的特性同时估计所有频率的C-响应.首先,根据求取C-响应的Z/H方法,由观测的Hr和Hθ构造估计C-响应的线性方程组;为了增强方程组求解的稳定性,克服噪声影响,要求估计的C-响应满足光滑性条件,从而将无约束的C-响应估计转化为阻尼最小二乘理论的C-响应估计优化问题.合成数据和实际台站数据的测试结果表明,光滑约束优化技术能比传统的逐频求取方法得到更加合理和连续的响应曲线;虽然正则化参数的选择对C-响应估计的结果有明显影响,但通过L-曲线和V-曲线确定的最优正则化参数可以在保证数据真实性的前提下获得最佳的C-响应估计.基于全局光滑约束获得的C-响应为提高反演结果的可靠性奠定基础,为利用更多台站的C-响应获得高分辨力的地球深部电性结构提供了技术支持. 展开更多
关键词 地磁测深 c-响应 正则化反演 约束优化 地球内部
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一维导电薄球层状模型的地磁测深C-响应计算 被引量:1
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作者 李世文 翁爱华 +3 位作者 唐裕 张艳辉 李建平 杨悦 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期337-348,共12页
对地磁数据的反演是获取地球深部电性结构的1种重要方法,其反演结果的可靠性必须以准确的正演模拟为基础。文中详细介绍了球坐标系中导电薄球层状地球模型的C-响应计算理论,并对典型的地球模型进行了数值模拟。地磁测深的激发源为磁层... 对地磁数据的反演是获取地球深部电性结构的1种重要方法,其反演结果的可靠性必须以准确的正演模拟为基础。文中详细介绍了球坐标系中导电薄球层状地球模型的C-响应计算理论,并对典型的地球模型进行了数值模拟。地磁测深的激发源为磁层中的电流体系,其形态由球谐函数P01近似表示。地球内部,导电层中电矢量位满足亥姆霍兹方程;通过各层界面上磁场法向分量和切向分量满足的连续边界条件,由超导地核确定的核幔边界系数向上逐层递推,进而获得地表的边界系数,最终将地下电性结构和地表磁场各分量联系起来。通过磁场分量比值得到与源强度无关而与地球内部导电性相关的地表C-响应,实现地磁测深一维正演计算。一维典型模型的C-响应与前人结果的一致性验证了本文算法的有效性;通过与直接计算的C-响应曲线进行对比,发现由于忽略了地球曲率的影响,利用地磁函数转换方法获得的C-响应在大周期时(>10~6s)与理论响应存在一定的偏差,会造成反演结果的不准确。用文中的数值模拟方法能获得精确的C-响应,进而支撑地磁测深一维反演结果的可靠性。 展开更多
关键词 地磁测深 c-响应 电导率 球坐标系 一维模型
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中国异构地磁数据C-响应估计
4
作者 张艳辉 李世文 +4 位作者 翁爱华 张素琴 杨悦 李建平 唐裕 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期979-995,共17页
中国分布着世界上较为密集的地磁台站,为利用地磁测深获得转换带及下地幔上部高分辨率电性结构奠定了基础,但相应的C-响应计算还需要进行系统研究。文中针对中国地磁数据可能存在的噪声干扰、记录长度长短不一、数据记录间断以及数据观... 中国分布着世界上较为密集的地磁台站,为利用地磁测深获得转换带及下地幔上部高分辨率电性结构奠定了基础,但相应的C-响应计算还需要进行系统研究。文中针对中国地磁数据可能存在的噪声干扰、记录长度长短不一、数据记录间断以及数据观测种类不同(绝对和相对)等异构特点,采用如下技术来提高C-响应曲线的稳定性:1)基于BIRRP软件包获得地磁各分量时间序列的频率响应,使用整体光滑技术来压制数据噪声;2)对于相对观测台站的数据,采用近似估计法对水平分量进行分解,进而估计C-响应;3)讨论非连续数据和短记录数据对C-响应估计的影响;4)对于沿海台站,可使用比值法消除海洋效应对C-响应函数的影响。使用以上技术手段对中国100余个地磁台站的数据进行处理后,最终得到42个台站的稳定C-响应函数,其中周期为1.3~113.7d的响应个数为24个;周期为1.3~42.6d的响应个数为18个。采用文中的技术手段能够很好地处理异构数据,获得更多、更稳定的C-响应函数,为中国高分辨率地磁测深反演研究提供了更为丰富的基础数据。 展开更多
关键词 地磁测深 c-响应 整体光滑 异构数据 海洋效应
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基于环向电流场模拟的C-响应值对比研究
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作者 杨道林 胡祥云 韩骑 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2024年第4期1415-1426,共12页
磁层和电离层场源模拟是研究地球三维电性结构的重要步骤,本文研究建立场源的方法并对比不同场源计算的C-响应值.本文利用全球地磁参考场模型和格林函数,从时变电磁场推导出环向电流,将其作为地磁测深模拟计算的场源.C-响应值的计算采... 磁层和电离层场源模拟是研究地球三维电性结构的重要步骤,本文研究建立场源的方法并对比不同场源计算的C-响应值.本文利用全球地磁参考场模型和格林函数,从时变电磁场推导出环向电流,将其作为地磁测深模拟计算的场源.C-响应值的计算采用积分方程方法,在一维层状地球模型(表层电导随经纬度变化)中验证了其正确性.在准偶极坐标系中,分别计算Y01场源和环向电流计算的C-响应值(CY01和Ctoro),并将它们与地磁台站观测值(Creal)进行对比.结果显示,场源主要由它的1阶球谐分量组成,海洋效应对沿海台站C1d值的虚部的干扰比实部更严重.C-响应值曲线与区域场源形态密切相关,不同频段的场源特征可能不同,在地磁测深反演前应考虑场源形态. 展开更多
关键词 地磁测深 准偶极坐标系 环向电流 c-响应 海洋效应
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基于自参考方法求取地磁测深响应函数
6
作者 张艳辉 杨悦 《地震地磁观测与研究》 2021年第6期98-104,共7页
地磁测深是了解地球深部结构的一种有效手段。为了进行地磁数据的反演,通常将地磁台站记录的时间序列磁场信号转换为C-响应函数。三维地磁测深反演结果的分辨率与地磁台站的分布和C-响应的质量密切相关。稀疏的国际地磁台站直接导致全... 地磁测深是了解地球深部结构的一种有效手段。为了进行地磁数据的反演,通常将地磁台站记录的时间序列磁场信号转换为C-响应函数。三维地磁测深反演结果的分辨率与地磁台站的分布和C-响应的质量密切相关。稀疏的国际地磁台站直接导致全球三维反演结果分辨率较低。中国地区拥有世界上相对较密的地磁台阵。充分利用地磁观测数据,提高响应函数质量,对于提高地磁数据反演分辨率有着重要意义。采用基于Robust技术的Bounded Influence方法,并以自参考方式进行地磁数据处理,从而得到单一台站的C-响应。对中国地区部分地磁台站记录数据进行C-响应计算,获取稳定的响应曲线。因此,基于Bounded Influence方法的C-响应求取技术能够获取更加稳定、可靠的响应数据。本方法可为科研工作者进行相关研究提供帮助。 展开更多
关键词 地磁测深 c-响应 BIRRP 自参考 数据处理
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Modeling and analysis of surface roughness on machining of Nimonic C-263 alloy by PVD coated carbide insert 被引量:2
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作者 C. EZILARASAN V. S. SENTHIL KUMAR +1 位作者 A. VELAYUDHAM K. PALANIKUMAR 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2011年第9期1986-1994,共9页
The effects of the cutting parameters (cutting speed, feed rate and depth of cut) on the surface roughness in machining the Nimonic C-263 alloy were investigated. The experiments were conducted using Taguchi's expe... The effects of the cutting parameters (cutting speed, feed rate and depth of cut) on the surface roughness in machining the Nimonic C-263 alloy were investigated. The experiments were conducted using Taguchi's experimental design. The effect of cutting parameters on surface roughness was evaluated and the optimum cutting conditions for minimizing the surface roughness were determined. A second order model was established between the cutting parameters and surface roughness, using the response surface methodology. The experimental results revealed that among the parameters considered, the feed rate is the most significant which influences the surface roughness, followed by the cutting speed. The predicted values and measured values are fairly close, which indicates that the developed model can be effectively used to predict the surface roughness in machining the Nimonic C-263 alloy. The predicted values are validated using the additive law. 展开更多
关键词 Nimonic c-263 alloy surface roughness response surface method
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全球地磁感应测深数据三维反演 被引量:5
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作者 李世文 翁爱华 +5 位作者 张艳辉 李建平 杨悦 唐裕 邹宗霖 李春成 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1908-1920,共13页
全球地磁感应测深能获得地幔转换带及下地幔上部的导电结构.但目前稀疏的地磁台站分布及部分台站的观测数据稳定性较差,影响了三维反演对地下电性结构的分辨力和反演可靠性.为此,区别于传统的L2-范数反演方法,本文提出并实现了基于L1-... 全球地磁感应测深能获得地幔转换带及下地幔上部的导电结构.但目前稀疏的地磁台站分布及部分台站的观测数据稳定性较差,影响了三维反演对地下电性结构的分辨力和反演可靠性.为此,区别于传统的L2-范数反演方法,本文提出并实现了基于L1-范数的地磁测深响应三维反演技术.在反演中,利用L1-范数度量数据预测误差,降低"飞点"数据的影响,将相关系数较小的C-响应估计也纳入反演数据中.三维正演模拟采用球坐标系下的交错网格有限差分法,反演采用有限内存拟牛顿法.文中利用指数概率密度分布函数构造非高斯噪声的合成数据,并采用棋盘模型对反演方法的可靠性进行了验证.之后,我们将本文提出的三维反演方法用于全球129个地磁观测台站的C-响应数据反演,结果表明在地幔转换带深部,中国东北地区为高导电异常,南欧和北非则均为高阻;夏威夷在900km以下为高导;菲律宾海及以东地区在转换带表现为明显的高阻,这些结果与前人研究结果一致.由于采用了更多的台站数据,我们的反演结果还发现一些新的异常:南美洲南端,转换带表现为明显的高导;澳大利亚东南部,地幔转换带深部,也存在一个明显的高导异常,这些异常分布和地震层析成像的低速区一致.因此,L1-范数三维反演能够充分利用全球C-响应数据信息,提高地磁测深对地球深部电性结构的分辨能力,更好的研究全球地幔电性结构. 展开更多
关键词 地磁测深 三维反演 有限内存拟牛顿法 L1-范数 c-响应 地幔结构
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海洋效应对中国沿海地磁观测影响——以广州台站为例 被引量:3
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作者 李建平 翁爱华 +3 位作者 李世文 杨悦 唐裕 张艳辉 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期649-658,共10页
以广州台站为例,研究海洋效应对中国沿海地磁观测C-响应的影响.海洋效应的三维正演模拟采用球坐标系下交错网格有限差分方法,假设磁层环形电流源,正演电阻率结构模型采用"地表3-D电导+1-D层状背景"复合模型.数值模拟结果表明... 以广州台站为例,研究海洋效应对中国沿海地磁观测C-响应的影响.海洋效应的三维正演模拟采用球坐标系下交错网格有限差分方法,假设磁层环形电流源,正演电阻率结构模型采用"地表3-D电导+1-D层状背景"复合模型.数值模拟结果表明,中国地区沿海C-响应受海洋效应影响明显.在空间上,沿海岸线方向,受海洋效应影响,单周期的C-响应由无海洋效应的常值变形为平行于海岸线的等值线密集梯度带;在垂直海岸方向,海洋效应影响向内陆减小,其影响可达哈尔滨—贵阳一线.海洋效应影响采用比值法进行校正,以广州台站为例,在比值曲线上发现海洋效应对C-响应的影响最大周期可达20天左右,并且就中国沿海而言,相对全球平均一维模型,利用中国地区平均一维电导率模型作为背景模型的海洋效应校正结果更加合理.进一步对广州台站海洋效应校正前后的C-响应进行了1-D反演,由于校正前的C-响应在小周期时受海洋效应特别大,直接反演无法拟合数据;但校正后反演拟合明显变好,得到的1-D导电模型表明广州地区上地幔及地幔转换带的电阻率比中国平均电阻率高约一个量级,推测中国华南地区南部的地幔转换带可能处于相对冷的环境,该模型可能成为菲律宾海板块西向俯冲并滞留到华南大陆下方地幔转换带的电性证据. 展开更多
关键词 地磁测深 海洋效应 三维正演 c-响应 中国沿海 广州地磁台
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The inter-annual variability of the Yellow Sea Warm Current surface axis and its influencing factors 被引量:8
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作者 宋德海 鲍献文 +3 位作者 王小华 徐玲玲 林霄沛 吴德星 《Chinese Journal of Oceanology and Limnology》 SCIE CAS CSCD 2009年第3期607-613,共7页
Based on the Pathfinder sea surface temperature(PFSST),the surface axis and its pattern of the Yellow Sea Warm Current(YSWC) are discussed.A structure of double-warm-tongue is found in February and it varies in differ... Based on the Pathfinder sea surface temperature(PFSST),the surface axis and its pattern of the Yellow Sea Warm Current(YSWC) are discussed.A structure of double-warm-tongue is found in February and it varies in different years.Two indexes are calculated to represent the westward shift(WSI) and northward extension(NEI) of the warm water in the Yellow Sea(YS).Wavelet analysis illustrates that the WSI and NEI have prominent periods of 3-6 years and 3-4 years,respectively.The Empirical Orthogonal Function(EOF) decomposition is applied to the winter wind stress curl and the Kuroshio Current(KC) transport,which are believed to play important roles in forcing the variability of the YSWC surface axis.Statistics shows that the WSI is significantly related with the second EOF mode of the wind stress curl in February,which may force the YSWC surface axis moving westward and maintaining the double warm tongues because of its opposite curl in the YSWC domain.The first EOF mode of wind stress curl in January is propitious for inducing the warm tongue in the YS to advance more northward.Hence,the wind stress curls both in January and in February could force variations of the YSWC surface axis;however,the effect of the January wind stress curl is relatively weaker than that of the February.The relationship between the NEI and the KC transport is remarkable,and it seems that the stronger KC supplies more power to push the YSWC northward against the southward wind. 展开更多
关键词 Yellow Sea Yellow Sea Warm Current (YSWC) surface axis inter-annual variability sea surface temperature (SST)
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深部电磁感应研究进展 被引量:4
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作者 翁爱华 李世文 +3 位作者 李建平 张艳辉 唐裕 刘佳音 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2017年第4期1679-1692,共14页
深部电磁感应研究可以提供地下几百千米直到核幔边界的电导率分布信息,是地球构造、演化以及动力学研究中一种非常重要的地球物理手段,一直以来都是国内外研究的热点.本文拟从深部电磁感应的基本理论、正演模拟、数据处理及反演等三个方... 深部电磁感应研究可以提供地下几百千米直到核幔边界的电导率分布信息,是地球构造、演化以及动力学研究中一种非常重要的地球物理手段,一直以来都是国内外研究的热点.本文拟从深部电磁感应的基本理论、正演模拟、数据处理及反演等三个方面,介绍几十年来国内外学者的研究成果,总结目前深部电磁感应研究所遇到的困难,并对其未来的发展提出建议.本文旨在使读者了解深部电磁感应研究的现状以及未来的发展方向和热点,以期推动该技术在我国得到进一步的发展和应用. 展开更多
关键词 电磁感应 地磁测深 磁层源 c-响应 数值模拟 反演 地幔电导 水含量 卫星感应数据
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Research on the piezoelectric response of cubic and he- xagonal boron nitride films
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作者 陈希明 孙连婕 +2 位作者 杨保和 郭燕 吴小国 《Optoelectronics Letters》 EI 2012年第2期117-120,共4页
Boron nitride (BN) films for high-frequency surface acoustic wave (SAW) devices are deposited on Ti/AI/Si(111) wafers by radio frequency (RF) magnetron sputtering. The structure of BN films is investigated by ... Boron nitride (BN) films for high-frequency surface acoustic wave (SAW) devices are deposited on Ti/AI/Si(111) wafers by radio frequency (RF) magnetron sputtering. The structure of BN films is investigated by Fourier transform infrared (FrlR) spectroscopy and X-ray diffraction (XRD) spectra, and the surface morphology and piezoelectric properties of BN films are characterized by atomic force microscopy (AFM). The results show that when the flow ratio of nitrogen and argon is 2:18, the cubic BN (c-BN) film is deposited with high purity and c-axis orientation, and when the flow ratio of nitrogen and argon is 4:20, the hexagonal BN (h-BN) film is deposited with high c-axis orientation. Both particles are uniform and compact, and the roughnesses are 1.5 nm and 2.29 nm, respectively. The h-BN films have better piezoelectric response and distribu- tion than the c-BN films. 展开更多
关键词 Acoustic surface wave devices Atomic force microscopy Boron nitride Fourier transform infrared spectroscopy Magnetron sputtering PIEZOELECTRICITY X ray diffraction
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