电张量格林并矢与三维电磁模拟

针对三维电磁场，在标量格林函数和张量基础上研究了电张量格林并矢。对地表下三维异常体的电磁散射进行了深入的理论分析，给出了三维电磁模拟方案，这对我国的电磁勘探和ＴＥＭ解释技术的发展将起到重要的推动作用。     

积分方程法计算三维磁场

本文研究了用积分方程法计算三维磁场的基本原理，列出了第二类Ｆｒｅｄｈｏｌｍ积分方程根据这些方程，采用离散方式在整个求解场域进行求解，另外还推导了耦合系数的解析式，最后应用本文方法对大型电力变压器大电流引线产生的漏磁场进行了计算，计算结果是令满意的。     

积分方程法模拟层状介质中薄板的瞬态响应

瞬变电磁法高维正反演技术发展缓慢,主要是由于正演方法不够成熟,计算速度慢,精度低,达不到反演的要求。文阐明了薄板的定义,采用积分方程法模拟层状介质中薄板的瞬态响应,简化了网格剖分,控制矩阵大小,采取直接解法求取系数矩阵,与均匀半空间的解析解对比验证了该算法和程序的可靠性,通过误差分析体现了该算法的高精度。同时,研究了覆盖层与基岩对薄板响应结果的影响,发现高阻覆盖层和低阻覆盖层对薄板的响应影响都很小,高阻基岩会扩大薄板的响应,低阻基岩会屏蔽薄板的响应。该研究为瞬变电磁二维反演奠定了基础,也为以后生产中薄板解释提供了理论借鉴。     

数值求解Abel积分方程的正则化方法

本文对一类有较强应用背景的Ａｂｅｌ型积分方程进行了研究，指出了这类积分方程对一定空间对的不适定性，并采用Ｔｉｋｈｏｎｏｖ正则化方法得到了问题的稳定的数值解，这种方法易于在计算机上实现。     

积分方程法模拟三维体对面波的全散射

采用积分方程法模拟三维非均匀结构中面波的传播．首先将波场表示成Fredholm积分方程的形式,将观察点置于非均匀体内部,求得非均匀体内部的波场,然后根据积分方程,求得任意一点的散射场。通过背景介质中面波格林函数的适当表示,以及Hankel函数的附加定理,解析地给出了格林函数元素的体积分表达式,避免了Hankel函数的积分奇异问题。最后给出了三维非均匀体对点源激发的基阶瑞利波模式的散射实例。     

电磁铸造实验和数值模拟

通过实验室小型电磁铸造铝及其合金的冷、热态的实验和数值模拟并经工业装置的验证,研究了电磁结晶器内的磁场分布,液体金属柱成型特性.电磁结晶器及屏蔽罩结构的优化,铸造过程中金属液的温度场与流场并进行数值模拟.研究表明:为了稳定进行铸造,液柱的成型特性(液柱高度、形状和稳定性)必须达到一定要求.为了保证电磁铸造时金属液顺利成型,选择适当的功率,确保合适的磁场强度形成一定的推力是必要的.温度场的研究可以看出电磁铸造具有一系列特点,如强烈水冷、电磁搅拌、感应加热,使得电磁铸造中的凝固过程大大不同于普通的直接铸造法的凝固过程.流动场的分析说明,电磁铸造条件下应控制搅拌强度,以便获得良好的铸坯内部组织.     

方锭电磁铸造过程中磁场三维分布的数值模拟研究

利用互感耦合电路模型，对方锭电磁铸造过程中磁场三维分布进行了数值模拟研究，为指铸造工艺的改进和结晶器优化设计提供参考。     

轴对称问题边界积分方程的数值处理

对边界积分方程的的数值处理一直是力学工作者探讨的问题。本文对具有轴对称问题边界积分方程进行离散及对奇异性的处理，使边界元法的求解更精确，同时，它又具有一般性。     

回线源三维地—井瞬变电磁法FDTD数值模拟

采用时域有限差分方法(FDTD),以回线源作为激发源.对均匀半空间和垂直断层面进行正演模拟.分析得出:在均匀半空间中,随观测时间延迟,感应电位先增大后减小,响应极大值向下移动;瞬变场在垂直断层面产生突变,在曲线上表现为峰值,低阻体产生响应直观明显,而高阻体响应无变化;对含有低阻体垂直断层面进行正演模拟,异常响应随断层面两侧异常体的电阻率比值增大而增强,识别能力强.研究结果为定性解释地—井瞬变电磁法异常和判断断层面提供参考依据.     

多频激电相对相位的物理模拟

用激电法来区分矿与非矿异常的研究分为两类：一类是研究激电场的时间特性或频率特性,另一类是研究激电场的非线性电效应,对三维地电结构的激电场研究,使用积分方程法比较合适。作者从电磁场基本理论出发,研究了三维电磁场在均匀导电半空间的张量格林函数,推导出该函数不含广义索末菲积分的解析式,其分量及初等函数和修正贝赛尔函数的有限形式表示,可以解决均匀半空间张量格林函数的快速计算问题。基于此函数求解Fredholm方法,将异常体剖分为一系列小立方体单元,并把此方程转化成矩阵方法便可计算出空间任意一点的电势。此外,利用中梯装置对金属硫化物矿和石墨开展了相对相位的模拟计算,其结果与物理模拟成果对比,证明计算方法是正确的。改方法利用三个相对相位差,可以快速评价异常源的性质,进而达到区分激电异常的目的。     

积分方程数值解的外推算法

本文讨论积分方程数值解法，以梯形求积算子为基础，建立了外推格式，证明了算法的超收敛性，数值试验与理论分析相符。     

铝电解槽三维磁场的计算与优化（Ⅰ）——样条积分方程法计算三维磁场

介绍了样条积分方程法求解三维磁场的原理,通过计算TEAM Workshop 21问题A模型的磁场,验证了该方法的正确性.首次运用该方法对一台180 kA的预焙阳极铝电解槽的三维磁场进行了计算,计算值与测试值吻合较好,证明了该方法的有效性.     

金属熔体电磁搅拌电磁-热-流体耦合场三维数值模拟

为优化电磁搅拌工艺,建立了电磁搅拌过程的电磁-热-流体耦合场数学模型,并用ANSYS软件进行了三维数值模拟。结果表明,电磁搅拌时坩埚内浆料中磁感应强度、速度场以及温度场均呈三维分布,浆料顶部中心区域的速度分布揭示了增强颗粒进入浆料的动力学条件,而浆料内的循环流以及坩埚壁附近的剪切流可使初生相、增强颗粒与流体之间产生摩擦、剪切和碰撞,为得到球状晶和实现增强颗粒的复合创造了条件。温度场计算结果表明,在制定搅拌工艺时,应根据合金的两相区大小和增强颗粒加入量等,使冷却速度和搅拌时间相匹配。电磁搅拌可使温度分布均匀,扩大等温区,有利于晶核的形成及按等轴晶方式长大,为得到半固态组织创造了条件.     

井巷直流电法三维超前探测数值模拟

井巷掘进过程中,不良地质条件(如破碎带、软弱夹层、断层构造、陷落柱和采空区等)常给生产和安全带来严重影响,因此必须对其进行超前预测与预报。井巷直流电阻率法对岩层富水反应敏感,目前已广泛应用于井巷探测中。但受井巷条件限制,现有方法技术在数据采集、有效信息捕获以及后期数据处理等诸多方面仍存在不足,因此积极开展井巷三维电阻率法超前探测技术研究具有较强的理论和实践价值。针对巷道前方不同地质体特征,通过物理模型实验对不同地电模型进行数值模拟,其结果表明,该技术对煤岩层掘进巷道前方富水性探测准确率高,对地质构造辅助判别也有一定的指导意义。     

铝电解槽三维磁场的计算与优化(Ⅰ)——样条积分方程法计算三维磁场

介绍了样条积分方程法求解三维磁场的原理,通过计算TEAM Workshop 21问题A模型的磁场,验证了该方法的正确性．首次运用该方法对一台180?kA的预焙阳极铝电解槽的三维磁场进行了计算,计算值与测试值吻合较好,证明了该方法的有效性．     

井筒电磁勘探技术及其数值模拟现状

将与井套管有关的电磁法探测技术统称为井筒电磁探测技术.系统介绍井筒电磁技术及其数值模拟和反演研究现状.数值模拟方面介绍金属套管处理方法,并讨论分析积分方程法、有限差分法和有限元法在井筒电磁数值模拟中的应用情况和适用范围;反演方面主要讨论当前井筒电磁应用较多的近似迭代法、完全解法反演和非线性反演及混合反演算法.最后给出井...     

黄茅海水域三维水动力数值模拟

基于k-kl紊流模型,联合第三代海浪模式SWAN,建立了波流共同作用下的三维水动力数值模式,并应用到黄茅海水动力数值模拟研究中.考虑到实际河口和海底地形,通过平面和垂向三维坐标变换,在空间完全交错的网格系统上离散化控制方程组,采用内外模式分裂技术求解.数值模拟结果表明:计算值与实测值符合良好,模型较好的复演了黄茅海水域的三维水动力状况,可用于进一步的研究.