基于光声差分衰减频谱的骨质评估仿真研究

光声层析成像术(Photoacoustic Tomography,PAT)在骨组织微结构的量化评估方面具有潜力,但在传统PAT工作模式下,松质骨的固液两相多孔结构导致骨小梁等分布式光吸收成分激发的光声信号混叠,增加了定量分析骨微结构特性的难度和复杂度。针对这一问题,文章将PAT系统改进为偏心激励-差分检测模式,获取差分衰减频谱(Differential Attenuation Spectrum,DAS);并通过数值仿真计算和验证了松质骨孔隙率与光声差分衰减频谱特征参数的相关性。研究结果表明:提取的光声差分衰减频谱特征参数与骨头孔隙率呈强线性相关,基于光声差分衰减频谱的分析方法可有效实现骨质定量评估和诊断。

干冰聚能静态破岩技术振动规律与频谱特征

为了明确干冰聚能静态破岩技术诱发振动的影响范围及规律,本文利用微震监测系统对干冰聚能静态破岩过程进行全程监测,获得了干冰聚能静态破岩和机械破岩诱发的振动信号,对其振动规律与频谱特征进行对比分析。得出如下结论:干冰聚能静态破岩诱发振动速度在3 m距离处即降到了25 mm/s以下,可满足爆破振动安全允许标准;诱发的振动频率主要分布在100 Hz以下,与镐头机诱发的振动相比,振动频率在50 Hz以下的成分更多、幅值更大,低频成分更多;诱发振动速度随震源距离增加呈乘幂函数衰减,比机械破岩引起的振动影响范围更小;边坡加速了干冰聚能静态破岩诱发振动速度的衰减,坡度越陡,振动速度沿该方向的衰减越剧烈,干冰聚能静态破岩技术未使用危险爆炸品,与炸药破岩相比没有审批、运输限制,现场施工安全环保。研究结果对干冰聚能静态破岩技术的现场应用具有指导作用。

地震波频谱衰减检测天然气技术应用研究

由于地层含油气后对高频成分吸收增强、吸收系数增大,这为利用吸收系数预测油气及含油气范围提供了理论依据。实验表明,地层对地震波的吸收作用主要取决于岩石骨架的弹性性质、岩石的孔隙率及孔隙中含流体成分等,因此沿反射层位计算地震波的吸收性质及其横向变化可以用来预测岩性和含油气性。文中利用基于模型的参量法来估算地震波频谱,其优势在于即使在小时窗也可以提取到准确的地震波频谱。具体方法包括以下步骤:①利用目的层顶面的地震追踪层位拾取目的层地震相位;②沿目的层上、下各开一个等大的时窗分别计算信号谱和子波谱;③求取上、下时窗的子波对数谱的绝对值比值,得到目的层含气影响所造成的频率吸收衰减谱。文中分别计算了研究区目的层上、下两个时窗内的地震频率信号谱及其各自的子波同态(Ceps-tral)谱,还比较了在经过两时窗所夹持的目的层后子波同态谱在有效频段内的吸收程度,认为在高频段的衰减主要由地层中含有天然气所致。

频谱衰减油气检测在石桥1井区中的应用

地震频谱衰减属性可反映地层吸收性质、岩相和含气性,利用含气层段对地震波高频能量吸收强特点,可较好地预测地层含气层段[1].利用此项技术对车排子周缘的Sq1井区三维白垩系清水河组油藏进行含油气性检测,扩大该地区白垩系油气勘探领域.在此基础上,已发现多个白垩系有利目标.

地震频谱衰减属性在松辽盆地南部深层火山岩气藏预测中的应用

松辽盆地南部深层火山岩气藏具有岩性复杂、非均质性强的特点。受地震资料分辨率和信噪比的限制,采用地震振幅属性和地震相分析等技术手段预测含气性的效果较差。地震频谱衰减属性可以反映地层的吸收性质、岩相和含气性,利用含气层段对地震波高频能量吸收强的特点,可以较好地预测含气层段。采用最大熵谱算法计算储层的谱率,预测低谱率部分可能含气;同时,采用该算法计算储层上、下一定时窗内地层频谱的比值,获得频谱衰减剖面,预测高频衰减强烈层段为含气层。这2种预测方法相互结合可以有效降低含气预测的多解性。实际应用也证明用地震频谱衰减属性预测含气性是行之有效的。

基于复解析带通滤波的自由衰减振动信号的频谱校正法

通过复解析带通滤波构造时域信号的解析信号,消除因时域实信号作FFT时由于时域截断产生的负频率成分能量泄露对正频率成分的干扰,从而提高自由衰减振动信号频谱校正精度。仿真分析及工程实测结果表明,当各个固有频率相隔较远时,校正精度很高。但在各阶固有频率靠得很近时不能直接使用这种方法。

移动荷载下高铁路基段振动加速度频谱衰减特性

采用精细化和多尺度建模技术,建立了设计速度为350 km/h的双线高速铁路轨道-路基-地基非线性耦合系统的真三维动力分析模型,将地基土和路基填筑材料的非线性纳入分析模型中,采用三维黏弹性静-动力统一人工边界技术对地基无限域进行模拟,采用动接触算法模拟底座板底面和基床表层表面之间的相互作用,考虑移动荷载作用前路基-地基中客观的静应力状态对后续动力计算的影响,依托大规模并行计算技术和单元生死技术,模拟了地基的初始应力场生成、路基结构和轨道系统的施工过程,在此基础上模拟了与8辆编组的某型动车组轮对空间位置相对应的、作用于钢轨顶部的压力荷载的移动过程。基于分析结果,归纳了移动荷载作用下高速铁路轨道-路基-地基系统中振动加速度频谱的衰减特性。

基于离散频谱分析的自由衰减振动信号的幅值恢复

加矩形窗截断后的自由衰减振动信号可以看成无限长谐波信号与单边指数函数及矩形窗的乘积,从理论上证明了其连续谱峰值点的频率和相位就是信号的实际频率和相位。分析了连续谱的离散频谱幅值误差影响因素,提出一种新的求解幅值恢复系数的方法,该方法根据已估计得到的阻尼、频率和相位重构幅值为给定值的新信号,然后求解加有限长度指数窗幅值恢复系数。当理论频率位于某条离散谱线上,幅值基本无误差。理论分析和仿真表明,采样频率、阻尼和频率误差的变化对幅值分析精度的影响很大,并且是相互作用的,但当理论频率与采样频率之比fn/fs在区间(0.25,0.4)内,且阻尼在区间(0.005,0.02)时,不论频率误差多大,分析精度均很高,幅值误差小于5%。相邻频率成分产生严重模态耦合时,不能使用该方法。

植物结构对交通噪声衰减频谱特性的影响

监测公路两侧落叶植物和常绿植物林带夏冬季交通噪声衰减频谱,分析植物体内部构造及外部形态特征对交通噪声衰减的影响。结果发现,植物内部结构特征与特定频率段的噪声衰减量形成良好的依赖关系。提出500Hz以下的低频段林带噪声衰减量主要与植物茎的构造及数量有关,500Hz-2kHz频段林带噪声衰减量主要与叶片结构及数量有关,2kHz以上高频段林带噪声衰减量与树高度及外部形态有关。

地面反射和衰减效应对声源频谱的影响

噪声源辐射的声波在传播过程中,由于地面的存在会引起声波的反射和衰减,并产生地表面波使得声源频谱特性发生显著的变化。为利用观察点处实测声频谱来预估实际声源自由场频谱特性,必须适当地计及地面反射和衰减效应的影响。本文采用Chien—Soroka地面反射衰减效应理论模型以及Delany—Bazley地面导纳函数,在局部反应地面假设基础上,给出了存在地面反射和衰减时实测声源频谱与实际声源自由场频谱之间的换算公式,并编制了相应的计算程序。文中给出的算例与文献[3][7]中给出的测量结果进行了比较,两者基本吻合。最后还对地面流阻和接收点高度对地面反射和衰减效应的影响进行了数值计算,结果表明,随地面流阻增加和接收点高度的降低都会使得第一个声波干涉低谷向高频移动。因此,实际测量小,若地面流阻未知,可采用紧贴地面设置传声器的方法测量声源频谱,此时地面影响的修正量,在第一声波干涉低谷以下,均为6dB。

自由空间中点涡粘性衰减过程中的声辐射及其频谱分析

本文利用奥辛涡(Oseenvortex)模型,应用涡声理论研究了自由空间中点涡粘性衰减过程中的声辐射问题,并在此基础上进行了频谱分析。经分析知点涡粘性衰减过程的外声场具有窄频段、频谱分布曲线峰值特征明显等特点,其远场声压及其频谱分布情况与粘性系数有一定的关联。

肌肉组织超声衰减和散射频谱特征

本文结合肌肉组织结构特征,讨论了正常肌纤维组织与肌纤维瘤组织的超声衰减和散射的频谱特征.实验结果和分析表明,组织结构的变化,在频谱图上有明显特征表现.正常肌纤维组织,谱衰减有明显方向性;肌纤维瘤组织,谱衰减和散射明显大于正常组织,且方向性不明显。

频谱比法在测量岩石衰减中的实现

开发了一种用频谱比法针对岩石物性实验室测试所设计的计算岩石衰减的软件,它能够对测试的信号进行初至拾取、滤波、叠加和品质因子的计算等处理,在油田岩石样品测试中应用表明,该软件界面友好,操作简单,准确度高,有很高的实用价值。

地面反射和衰减效应对声源频谱的影响

本文采用Chien-soroka地面反射和衰减效应理论模型以及Delany-Bazley地面导纳函数,在局部反应地面假设基础上,给出了存在地面反射和衰减时实测声源频谱与声源自由场频谱之间的换算公式。文中给出的算例与文献[3][7]中给出的测量结果进行了比较,两者基本吻合。最后就地面有效流阻和接受点高度对地面反射和衰减效应的影响进行了讨论。

Spectra地震频谱能量吸收分析技术在乌审召地区天然气勘探中的应用

为了确定岩体内部的孔隙及流体性质，运用地震衰减分析来区分地震信号谱与振幅特征的变化，分析在包含孔隙和裂隙的复杂环境下岩石属性特征和波的传播特征，乌审召地区主要目标层为上古生界二叠系石盒子组盒8段储层．该目标砂岩发育，但储层横向变化快，通过对乌审召实际地震资料处理结果表明，在频率域吸收衰减异常与岩石中含气有关，通过方法实践，采用该地震分析方法计算的衰减模式与高产区的关系比较确定，能够帮助确定新的潜在区域和勘探目标。

气泡帷幕衰减水中冲击波频谱特性实验研究

在小型爆炸实验水池中测量冲击波通过气泡帷幕后的压力,对结果进行FFT变换并进行频谱分析。得到了气流量、帷幕层数、孔径等帷幕参数改变时对水下冲击波频谱特性的影响,为气泡帷幕在工程中的实际应用提供依据。

白庙气田沙三段地震频谱衰减特征与含气性检测

以东濮凹陷南部兰聊断裂下降盘的白庙气田沙三段砂砾岩水下扇体为例,根据优选出的气层、水层和干层在测井资料和地震属性分析中的响应特征,通过反复试验,选取合理的时窗值及子波同态谱(Cepstral谱),采用基于模型的参量法估算地震波频谱衰减特征,开展地层含气性预测研究。结果表明,当时窗值选择100 ms,Cepstral延迟值为10时,地震波形稳定,而且分辨率高,含气砂体在地震中出现中高频衰减现象。与实钻成果对比发现,反演预测与钻井吻合率为82.4%。

具有梯度静应力的红砂岩应力波衰减特性试验研究

地下工程围岩体承受梯度应力,导致围岩体在梯度空间上的孔隙度不同,影响应力波在其传播的衰减特性。为研究梯度应力对岩石应力波传播衰减特性的影响,利用改进的SHPB试验装置,对红砂岩试件进行不同静应力梯度工况下的应力波传播试验。将采集得到的波形时域数据分别进行傅里叶变换和小波包分解重构。分析应力波质心频率和频带能量分布与静应力梯度的关系,构建频域特征参数的演化经验模型,表征梯度静应力下岩石中应力波的衰减与频散特性。研究结果表明:应力波频谱幅值和应力波信号能量都主要集中于低频带,其中,频带0~7.81 kHz的能量占总能量的80%左右。梯度静应力作用时,岩石中的应力波质心频率随传播距离增加呈线性增加,在同一测点处,应力波质心频率随应力梯度的增加呈“先增加后减小”的变化趋势;在梯度静应力作用下,岩石应力波的频谱峰值衰减呈先快速下降再平稳发展的趋势;岩石应力波总能量与传播距离的幂函数呈线性变化;在梯度静应力作用下,应力波的频带能量和质心频率随传播距离的增加由低频带向较高频带偏移。研究结果阐释了梯度应力的围岩体中应力波的传播衰减规律,从频域的角度指出了应力波在具有梯度应力环境下的传播衰减特性。

地震频谱衰减特征在基岩气藏气井分类评价中的应用——以东坪基岩气藏为例

东坪基岩气藏作为中国罕见的内陆盆地基岩气藏,具有岩性复杂、裂缝发育、单井开发效果差别大的特点,受底水水侵影响,产能下降后,气藏进入大规模治理调整阶段。为实现井间精细挖潜,以便风险井位快速部署,需对获得高产气井的标准进行定性评价。地震频谱衰减属性具有反映含气层段对地震波高频能量强吸收的特点,可较好地预测地层含气性分布特征,据此采用离散傅里叶变换方法对东坪基岩气藏有利储气范围内的地震时频数据体进行频谱分解,并开展单井频谱道集剖面频谱衰减属性分析。结果表明,高产气井轨迹钻遇区域存在明显的高频减弱、低频增强的现象,结合单井产量和岩性特征,综合形成东坪基岩气藏气井分类评价标准,单井符合率83.3%,验证了该分类评价标准的可靠性。

频谱衰减属性分析在消除浅层气影响中的研究与应用

油气田浅层气和上部气藏的存在,致使下覆地层构造成图精度降低,进而对油气田的勘探和开发造成影响。珠江口盆地番禺X气田主力气层上部存在浅层气且厚度多变,对下部地层构造成图精度影响较大,消除浅层气的影响是该气田构造成图所要解决的首要问题。根据频谱衰减分析刻画出浅层气的分布范围及时间厚度,并选取合适的速度,求出浅层气的影响,进而修正各目的层的构造图。结果表明,该方法能够提高构造精度,在该区取得了比较好的应用效果。