新型6-(P-2P-S)并联机器人逆动力学仿真分析

针对一种新型6-(P-2P-S)并联机器人,介绍了该并联机器人初始正交位姿部分运动解耦的结构特点,推导出广义速度和系统内各刚体运动速度的运动学传递关系。应用拉格朗日方法分别对运动平台、连杆和驱动杆进行动力学计算,建立了该并联机器人的动力学模型。该并联机器人动力学模型是一个多变量、变参数的非线性系统,完整编写了该动力学模型的仿真程序,进行了逆动力学仿真实例分析,研究了驱动力变化规律,验证了该机构部分运动解耦的结构特点,进而为该并联机器人的控制策略研究提供参考。

RVSP弹性波数值模拟及传播特征分析

基于纵波、横波解耦的弹性波高阶有限差分方程和PML吸收边界条件,实现了RVSP观测统中弹性波数值模拟。采用完全弹性波波动方程进行数值模拟,可以得到纵波和横波的混合波场,且波场丰富,符合实际地震波的传播规律。该正演模拟方法纵波、横波自然解耦,产生全波场、纯纵波和纯横波模拟记录。通过对层状介质模型、凹陷模型,以及实际复杂介质模型的RVSP弹性波进行数值模拟,得到各模型不同分量下全波、纯纵波和纯横波的波场,并对弹性波传播特征进行了分析,为下一步的RVSP地震资料处理和解释工作奠定了理论基础。

基于纵横波解耦的双相介质弹性波方程正演模拟及结果分析

纵横波联合探测可以获得丰富的地下结构信息.本文从各向同性介质Biot方程出发,推导基于纵横波解耦的高阶有限差分算子,给出其最佳匹配层(PML)吸收边界条件及稳定条件,在此基础上实现双相各项同性介质中弹性波数值模拟及纵横波解耦.对双层模型及含天然气水合物沉积地层模型进行数值模拟,模拟结果证实:在交错网格空间中,该算法能有效模拟地震波在双相弹性介质中的传播,得到高精度的纯纵波、纯横波波场快照与合成记录.分析解耦的纵横波,可以认识到:快、慢纵波因相互伴生而无法实现分离,且归属于纯纵波波场.慢纵波尽管衰减得快,但被某一界面反射后,转换形成的纵波和横波仍以正常的方式传播,且比慢波衰减小.在固相、流相中的纵波分量、横波分量的记录上均能识别出BSR.

各向异性介质中弹性波逆时偏移技术的研究现状与展望

基于矢量波动理论的多波地震技术在解决各向异性地层的精确勘探方面具有理论基础优势,纵、横波深度域成像是多波地震资料处理的关键之一,多分量联合逆时偏移是实现纵、横波深度域成像的重要方法之一。总结了横向各向同性(TI)介质中弹性波逆时偏移技术的研究现状,重点分析了弹性波延拓和纵、横波成像中各个环节的实现思路与存在的主要问题,在此基础上探讨了该领域未来的研究方向。TI介质中弹性波方程逆时偏移领域重点技术主要包括:三分量地震数据之间的频谱一致性处理技术、各向异性随机边界构建技术、各向异性逆时偏移的噪声压制技术、数据驱动的TI介质中的纵、横波解耦技术、更准确的纵、横波传播方向求取技术和横波三叉区的处理与成像技术等。

基于纵横波解耦的三维弹性波逆时偏移

纵横波波场分离是弹性波偏移方法的必要条件,通过纵横波成像的差异可以获取更多地下介质的信息.目前所用的纵横波波场分离方法多采用Helmholtz分解,这样得到的波场不仅物理意义发生了变化,振幅和相位也会发生改变.本文采用纵横波解耦的弹性波方程,将其应用于三维介质,对比分析了纵横波解耦方法相对传统Helmholtz分解方法在相位、振幅上的优势.将该解耦的波场分离方法应用于弹性波逆时偏移,能得到相位、振幅和物理意义不受改变的偏移结果.但是该解耦方法分离得到的纵横波波场均为矢量场,将该波场分离方法用于弹性波逆时偏移,还需要解决矢量场如何得到标量成像结果的问题.本文引入了Poynting矢量,通过Poynting矢量对矢量波场进行标量化,这样就能得到保振幅、相位,且无极性反转的标量PP和PS成像结果.同时针对S波Poynting矢量求取不准确的问题,采用拟S波应力场和S波速度场得到了更加准确的S波Poynting矢量.理论计算证明了本文采用的3D波场解耦的矢量波场分离方法的正确性和引入Poynting矢量对矢量波场进行标量成像的有效性.

声反射成像测井弹性波逆时偏移方法对比研究

声反射成像测井中的声波逆时偏移算法在处理单分量偶极横波反射资料时可获得高精度成像结果,而面对单极声源中的多波多分量弹性波反射资料时,由于其包含PP、PS、SP和SS等多种波型分量,基于声波方程的逆时偏移处理结果中出现单反射界面对应多同相轴的偏移假象.首先在声反射成像测井中实现了纵横波耦合弹性波逆时偏移和基于Helmholtz分解的弹性波逆时偏移,在此基础上首次提出和实现了基于一阶速度-应力纵横波解耦方程的弹性波逆时偏移,通过纵横波解耦结果和成像结果对三种声反射成像测井弹性波逆时偏移进行对比研究,数值算例表明基于纵横波耦合的弹性波逆时偏移无法处理转换波(PS或SP)成像问题;Helmholtz分解虽可实现纵横波解耦但同时引起反射波振幅和相位改变,进而导致包含S波的成像分量出现极性反转问题.基于一阶速度-应力纵横波解耦方程的弹性波逆时偏移可有效处理多波多分量反射资料偏移成像,消除转换分量成像噪声,解决S波分量成像极性反转,为声反射成像测井弹性波逆时偏移算法奠定了有力的理论基础.

基于纵横波解耦及行波分离的弹性波逆时偏移成像

弹性波逆时偏移成像剖面中的噪声主要来源于纵横波场耦合所产生的串扰噪声以及同路径震源波场和检波点波场互相关成像所产生的低频噪声,噪声会影响逆时偏移效果.本文围绕弹性波逆时偏移成像中的偏移噪声压制开展研究,首先基于时域矢量纵横波分离方程实现弹性波场中纵横波场的分离,有效避免纵横波场耦合产生的串扰噪声.然后在纵横波解耦的基础上,基于光流矢量,实现震源波场及检波点波场不同方向的行波分离,并对其进行互相关成像,将得到的16个参考剖面进行相关加权叠加,有效压制低波数噪声,最终得到了基于纵横波解耦及行波分离的弹性波逆时偏移成像剖面.理论模型数据的试算表明:基于时域矢量纵横波分离方程能够很好地实现纵横波场的分离,分离后的波场振幅及相位不会畸变,基于解耦后的震源波场和检波波场进行后续成像,有效压制了串扰噪声,提高了剖面质量.而基于光流矢量,可更精确、稳定地实现不同方向行波的分离,在此基础上进行逆时偏移成像,进一步提高了同相轴的连续性,改进了剖面质量,实现了高精度成像.