速度脉冲型近场地震作用下某混合减震结构动力响应特性研究

近断层地震动的速度脉冲效应对结构的抗震性能具有不利影响,我国规范对近场效应的考虑通过不同断层距的近场增大系数体现。以距离断裂带不足5km的某混合减震框架结构为工程背景,选取一组典型的速度脉冲型近场地震波,并用基于小波分析的识别方法进行验证,同时基于抗规选波方式考虑场地地震环境选取另一组地震波,在均满足有效持时、地震动加速度峰值、反应谱相似性的前提下,对比设防、罕遇地震下脉冲波和规范选波结构响应的差异。结果表明:速度脉冲型地震动对近断层减震项目的结构响应有一定的放大作用,设防地震下基底剪力增大系数约为1.07,罕遇地震下基底剪力增大系数约为1.18~1.19,罕遇地震下消能元件的耗能更充分,结构构件的塑性损伤进一步发展,放大作用较设防地震更为显著;对于短周期减震结构,当选波没有区分速度脉冲地震记录同时又按抗规乘以1.5的近场增大系数时,可能高估结构的响应。

基于三维声场空间特征的故障诊断方法研究

基于机械表面声压幅值分布变化的声像故障诊断方法改善了传统的采用单点测试的声诊断鲁棒性,但由于忽略空间相位信息,在弱故障工况下存在识别率低和诊断困难等问题。针对上述问题,运用信息映射和融合的思想,提出了一种基于三维声场物理空间特征的声诊断方法。首先利用近场声全息技术构建弱故障工况的辐射声场,将声源的相位信息映射到空间域,得到三维场点声压分布;然后在一个波长范围内序列拾取13个辐射声场空间断层,对每个断层面提取Gabor小波特征,并构建声场空间特征模型进行诊断识别。仿真和实验研究结果表明基于三维空间声场的故障诊断方法能有效改善弱故障工况的诊断鲁棒性,进一步拓展了声成像技术的工程应用,并为声学故障诊断提供了新思路。

基于近场测量的气枪阵列模拟远场子波

气枪阵列远场子波是衡量气枪阵列优劣以及进行海上地震资料处理的重要参数,因此能够随着气枪激发 而实时获得阵列远场子波这一手段逐渐受到地球物理界的重视。但是在水深只有几十米的极浅海海域,无法 满足记录远场子波的要求。为此,我们在渤海湾海域进行了实验,在海上记录下气枪近场子波,随后在计算机上 模拟计算阵列远场子波,计算结果与PGS-Nucleus软件系统模拟子波吻合得较好,从而证明了本方法切实可 行。这为实时获取阵列远场子波提供了可能。

南海北部海域油气资源调查技术及其应用研究——震源子波检测及模拟分析

在野外采集中考察气枪的稳定性以及室内进行确定性子波反褶积处理,都要求能够获得气枪阵列的实时远场子波。从震源子波检测方法出发,阐述了近场子波采集、幅值转换及记录流程,并列举出实测近场子波时需要考虑解决的问题;接着介绍了震源远场子波的获取方法和主要途径;震源近场子波及远场子波的实测方案,检测震源子波所需的仪器设备和采集技术方法。文中分析了气枪子波的气泡干扰问题,虚反射与后续气泡震荡间的关系以及吸收衰减对子波的影响,并根据实测远场子波,对齐氏和范氏两种气体模型进行了模拟效果对比,结果表明:采用范氏气体模型所模拟的子波与实际子波更为吻合,模拟出的气枪的子波波形、振幅大小、气泡周期上,与业界通用的Nucleus软件的模拟结果吻合较好,在后续的使用中将继续优化。

海洋勘探中近场数据的分析研究

在海洋勘探中,空气枪是主要震源,能否为震源进行有效地质控直接影响采集地震资料的品质。首先对近场检波器进行了简单介绍,在此基础上阐述了近场数据的来源及主要作用,通过子波模拟和实例对比分析的方法介绍了近场数据的应用情况。通过实际生产中的应用表明,近场数据可以高效质控气枪震源的状态,有益于保证地震资料的质量和提高作业效率。近场数据在海洋地震勘探中具有十分重要的作用和实际意义。

深孔台阶爆破近区振动信号趋势项去除方法

基于深孔台阶爆破近区大量实测振动信号,总结了趋势项产生的原因主要为大振幅脉冲输入下的非线性失真及低频干扰叠加,在此基础上以测试仪器有效监测范围作为识别趋势项组成部分的判别准则。利用集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)、小波分解等信号分析手段,提出了以固有模态函数(intrinsic mode function,IMF)的频带分布为指标、人工判别的趋势项去除方法,以及基于自相关分析识别噪声特征的小波阈值去噪方法。实例证明该方法切实有效,可实现爆破信号的批量化预处理。

近红外光谱法测定土壤全氮和碱解氮含量

为探寻采用近红外光谱技术在野外快速测定土壤全氮和碱解氮含量的方法,采集土壤光谱信号,结合偏最小二乘法和主成分分析法,分别建立土壤全氮和碱解氮含量测定的定标模型。结果表明,采用PLS方法建模时,土壤全氮和碱解氮含量测定定标模型的精度较高。为提高模型的预测精度,采用多元散射校正、标准归一化、基线校正、卷积平滑和小波变换5种方法对光谱信号进行预处理,当用小波变换法对光谱信号进行去噪处理,并与PLS方法结合时,模型的预测精度最高,土壤全氮样品校正模型的相关系数为0.838 5,均方根误差为0.153 1,对应验证模型的相关系数为0.754 9,均方根误差为0.184 2,校正集和验证集土壤全氮含量预测值(y)与实测值(x)之间的关系模型分别为y=0.685 8x+0.198 0和y=0.621 4x+0.237 9;土壤碱解氮样品校正模型的相关系数为0.866 5,均方根误差为0.007 7,对应验证模型的相关系数为0.796 1,均方根误差为0.009 4,校正集和验证集土壤碱解氮含量预测值(y)与实测值(x)之间的关系模型分别为y=0.749 8x+0.019 4和y=0.700 7x+0.023 3。综合分析结果表明,应用近红外光谱技术对土壤全氮和碱解氮含量进行定量预测是可行的,且应用小波变换方法对光谱冗余信息进行预处理后,再与偏最小二乘法相结合可有效地提高模型的精度。

定量模拟分析船体与空气枪间的安全距离

海洋地震勘探过程中,水中放置的空气枪与船体之间须保持一定安全距离,否则引起船载设施和仪器剧烈抖动,影响船舶设施和仪器的安全运行,甚至更严重情况下,有可能造成船体的损坏.利用海水压力脉冲与船体受到的冲击压力关系,结合建立的空气枪震源子波模型模拟近场震源子波,可计算出船体与空气枪间的安全距离.研究结果表明,根据震源子波模型模拟的近场子波主峰值,总容量150in3G枪、300 in3相干G枪及760 in3相干G枪的安全距离分别为3.90、6.57 m和9.13 m.由此可知,空气枪与船体间距离只有大于安全距离,才能避免船体大的振动或设备免遭损害,保证海洋地震勘探有效、安全的进行.

融合声场法向变化的双面声像故障诊断方法研究

声像诊断技术把声诊断问题转化为了图像识别问题,改善了传统的基于单点测试的声诊断鲁棒性,但由于单个声像忽略了三维声场的空间变化信息,在弱故障工况下诊断困难。针对上述问题,基于声场三维特性和信息融合思想,提出了一种基于双面声像模式识别的故障诊断方法。首先基于近场声全息技术构建融合源面声像、全息面声像和两者差值声像的双面声像模型,然后提取Gabor小波纹理特征,并基于随机森林特征选择算法进行特征降维,构建有效声场特征模型进行状态诊断识别。仿真和实验结果表明,基于双面声像模式识别的故障诊断技术是有效可行的,能有效改善弱故障工况的诊断鲁棒性,进一步拓展和改善了基于阵列测量的声像诊断技术。

频率域气枪阵列近场子波模拟远场子波研究(英文)

海洋地震勘探中使用气枪阵列,入射到地下介质中的远场地震子波是所有单枪理想子波的叠加。由近场检波器记录的近场子波求取单枪理想子波,进而合成可靠的远场子波,是海上地震勘探子波处理的关键问题。针对这个问题,常用算法在时间域进行子波的分解与合成。由于单枪理想子波传播到检波器的时间不是采样间隔的整数倍,因而时间域方法涉及到地震信号的重采样,不仅计算复杂,而且存在插值误差。本文根据频率域相位与时间域时间延迟的关系,提出了利用傅里叶变换将实测的近场子波变换到频率域,在频率域实现子波谱的分解与合成,再变换回时间域的方法。该方法避开了重采样问题,可以得到精确的单枪理想子波和可靠的远场子波。这种方法还可以考虑虚反射的影响,同时实现子波分解与虚反射消除。模型测试与实际数据试处理表明了本文方法的正确性与可行性。

海洋地震空气枪系统子波测试标准及方法

应用于海洋地震勘探的气枪阵列是采用气枪相干组合理论设计而成的。有关阵列的激发能量、工作性能的主要评价指标为远场子波特性及频谱图。为了评价阵列的工作性能,就必须对其远场信号进行测试。本文较详细地介绍了SEG海洋地震震源测试标准中有关测试的基本条件、设备、关键方法及数据处理技术。

海洋地震勘探中野外近场数据的实时质控与应用研究

在海洋油气勘探中,震源子波的优劣对地震勘探的效果有着至关重要的影响,如果气枪阵列未按照设计的参数进行激发,会严重影响地震资料的质量,所以对气枪阵列近场子波的质量控制是海洋地震采集中相当重要的一个环节。本文通过改造野外地震勘探船的网络结构,提出并实现了近场数据的实时传输和实时质控处理,避免了以往只能在地震作业完成后才能进行震源质控的缺点,提高了近场子波质控的时效性。最后通过对野外实际作业的案例分析,论证了实时质控的意义及有效性。

近场光学扫描显微镜图像融合技术研究

研究了一种适用于近场光学扫描显微镜(NOSM)图像的融合技术。采用改进的小波变换方法,对NOSM透射和反射模式图像进行融合。获得了高质量、高信息量的单幅图像。克服了近场光学扫描显微镜图像成像信号微弱、图像比较模糊的缺点。

气枪阵列远场子波模拟与应用

在野外采集中考察气枪阵列的稳定性以及进行确定性子波反褶积,都要求能够获得气枪阵列的实时远场子波。目前海上地震勘探所用的气枪阵列均由单枪与相干枪组成,因此需要按照相干情况下远场子波合成原理,首先记录阵列单元(所有单枪与相干枪)上的近场子波,进而利用软件模拟计算远场子波。通过对气枪阵列每次激发的远场子波进行自相关或互相关处理,评估阵列的稳定性;在地震数据处理时,利用远场子波求取较为准确的反子波算子,进而实现确定性反褶积处理。文中用实例介绍了利用获得的远场子波进行气枪稳定性评估以及地震资料反褶积处理的效果。

云雾环境下脉冲激光目标回波信号分离算法

抗云雾环境干扰是对空脉冲激光近场探测面临的核心问题。为了解决云雾环境下脉冲激光探测易受后向散射干扰的问题,建立了云雾环境下的激光传输模型,针对在特定距离上目标回波和后向散射回波叠加难以分别的问题,提出了一种基于小波变换的波形分离方法。采用比尔朗伯定律,通过建立后向散射波形特征函数与目标回波高斯拟合函数,对脉冲激光回波采取去后向散射算法,解决了后向散射回波和目标回波叠加时的目标信号判别问题。仿真结果表明,该方法达到了锐化回波信号波形和识别目标回波的效果,可以有效提高目标识别概率和抗干扰性能。

基于小波函数的时域多分辨分析在近场光学中的应用

实现了基于双正交的Cohen Daubechies Feauveau(CDF)小波的时域多分辨分析(MRTD),并将其用于近场电磁散射模拟中。结果表明,在相同的网格划分下基于小波的MRTD比基于尺度函数的MRTD具有更高的数值准确性。最后,对带纳米金属棒孔径光纤探针成像进行了数值模拟,结果显示其成像效果优于普通孔径探针。

基于近场测量气枪阵列远场子波模拟软件研发

气枪阵列的远场子波是考察气枪阵列优劣的重要指标,同时气枪阵列远场子波也是后续地震资料处理的重要参数之一[1]。即使稳定性极好的气枪阵列,在实际生产中,由于海水的浓度、温度、流速等因素的变化,其子波都会有一定程度的改变。能够在生产中随着气枪激发而实时获取阵列子波越来越受到重视。而极浅海海域水深较浅(一般在几十米以内),无法满足记录远场子波的要求,解决的途径是实时记录阵列中各单元的近场子波,而后利用计算机模拟计算出整个阵列的远场子波。本文主要研究基于近场测量气枪阵列远场子波模拟软件的研发。文章围绕如何读取近场子波数据,如何去除虚反射,如何利用近场子波合成远场子波进行了深入研究,提出了相应的技术措施,完成了远场子波模拟的全过程。

海洋地震资料采集过程中近场检波器的应用

海洋地震资料采集中空气枪震源近场检波器不仅可以较好地进行震源质量实时监控,更重要的是可以较好地预测远场子波.经国外大量的远场子波实测试验与预测结果对比,利用近场检波器预测远场子波,与实测远场子波吻合度很高,因此,利用近场检波器预测远场子波是一项非常关键的技术,然而国内在该技术领域还不是很成熟,目前只用来做一些震源的质量监控和近场子波记录.较为详细地描述了国外的部分试验结果,并根据国外的试验结果和国内的具体使用情况,提出了近场检波器放置位置、记录长度和采样率合理化选取的建议.并建议国内相关领域的专家尽快研发拥有自主知识产权的相关软件,利用近场子波来有效地预测远场子波.

南海近海面风场变化特征及其与ENSO的相关性研究

利用1979—2017年共39 a欧洲中期天气预报中心(ECMWF)海表面10 m风场资料,采用经验正交函数方法(EOF)、小波时频特征分析等方法分析了南海近海面风场变化特征及其对ENSO的响应。结果表明:南海近海面风场第一模态海表面平均风速呈减小趋势,呈现年代际变化,且与ENSO相关,但相关性在1990年后趋于减小;第二模态中南海北部和南部平均风速呈减小趋势,中部增大;第三模态中南海中部海表面平均风速趋于减小,北部和南部增大,第二和第三模态均表现为年际变化,且均与ENSO显著相关,近年来ENSO与第三模态的相关性逐渐增强。春季南海表面平均风速从南到北逐渐增加;夏季在越南沿岸部分海域仍有一个风速极大值中心,从该海域向四周逐渐减小,整片海域风向均是西南风;秋季由南向北依次增加;冬季南海整片海域风速都较大,越南沿岸和我国东沙群岛海域存在两个极大值中心。

海上地震勘探气枪漏气的定量评价探讨

空气枪震源在海洋地震资料采集中使用广泛,漏气是比较常见的一种现象。在发生气枪漏气等异常情况而又不能套用关枪标准进行质量控制时,针对单个气枪或多个气枪的漏气对整个枪阵的影响,从近场子波相关性和能量一致性方面,提出了对整个枪阵开展定量分析评价的方法,可以为气枪阵列的激发品质提供定量评价参考。