不同幅度噪声和缺失数据对大地电磁正则化反演的影响

对野外实测大地电磁数据进行反演解释时,由于人文噪声的干扰和采集的数据不完全,增加了地球物理反演解释的难度,所以研究不同噪声和缺失数据信息对大地电磁正则化反演的影响非常必要。利用正则化理论研究不同噪声、数据"信息不完全"下对大地电磁反演的影响,分析解释最平坦模型、最平滑模型和最小模型的特点。结果表明:合适的正则化反演初始模型的选择,对反演的结果至关重要。最平坦模型、最平滑模型较好,最小模型效果一般;随着噪声的增加,反演效果逐渐变差;数据信息不完全的时候,如果其它先验信息丰富,仍然能够得到较好的反演结果。     

基于混合正则化的重力场约束反演

在实际地下地质构造是一类多尺度的构造(如断层和褶皱等),而传统的正则化方法多基于最小光滑策略,其反演密度模型一般不易辨识以上构造。为此在分裂Bregman迭代正则化框架下引入混合正则化方法以充分利用非光滑反演和小波多尺度反演算子的特性,引入与衰减系数无关的深度加权矩阵以更好地描述深部异常;针对非光滑反演中异常幅值易于超出现实及理论异常范围,引入密度成像中的约束以确保反演具有物理意义。通过设置两类模型,对比多类正则化反演方法。反演结果显示:混合正则化反演能有效地勾勒异常边界;在处理埋深不同的异常源时,相对于聚焦反演出现的过度聚焦现象而导致的反演深度描述不准确、异常歪斜,混合正则化反演的聚焦效应相对较弱、但深度描述准确。这表明本研究反演确实可行、有效,且具有更强的适应性。     

大地电磁双二次插值FEM正演及最小二乘正则化联合反演

从大地电磁(MT)二维正演所满足的偏微分方程边值问题出发,应用矩形网格剖分和单元内双二次插值推导有限单元法求解大地电磁TE与TM两种极化模式正问题详细算法。应用反演理论将病态问题求解的正则化方法应用到最小二乘优化方法中,获得最光滑约束最小二乘正则化反演目标函数,并利用Matlab编制了大地电磁二维正反演计算程序。应用该程序对高低阻地电模型和Sasaki模型开展了正反演计算,并绘制TE模式和TM模式、TE&TM联合反演模式的反演成果剖面图。将所得的反演剖面与初始模型对比可知,TE模式反演剖面纵向分辨率较高,TM模式横向分辨率较高,TE&TM联合反演优于单一极化模式的反演,并证明双二次插值有限元法MT正演及最小二乘正则化反演算法的有效性与可行性。     

音频大地电磁磁场传感器的研制

感应式磁场传感器一直是我国电磁法仪器发展的瓶颈,国外大地电磁法中测量大地磁场主要采用感应式磁场传感器。为此,根据音频大地电磁场源的特点,从感应式磁场传感器的基本原理出发,设计传感器的磁芯和线圈绕组结构以及线圈的谐振频率;另外,采用了磁通负反馈技术和频率补偿的方法,扩展了传感器的频带,得到了在1 Hz～9.8 kHz频带范围内平坦度为±1.5 dB的灵敏度曲线,满足音频大地电磁探测的需要。     

音频大地电磁法(AMT)在某铜镍矿勘查中的应用

介绍了音频大地电磁法(AMT)在新疆某地区寻找隐伏金属矿上的应用效果,首先在已知地质剖面上进行了方法的有效性研究'确定合理的数据处理解释方法,认识矿体与异常的对应规律,进而根据区域地质背景、成矿条件,在确定了勘探区后开展了音频大地电磁法(AMT)方法的探测研究,通过对音频大地电磁法(AMT)方法资料的数据处理,定性、定量解释和地质推断'圈定出有望的隐伏矿体异常及位置。     

基于二维高密度电阻率数据的二、三维反演对比(英文)

目前高密度电阻率法所采用的数据处理方法主要是将地质结构体视为二度体进行二维处理,因而二维数据资料处理结果只是一种近似解释,其计算精度与反演效果达不到精确反演的要求。设计两种典型的电阻率异常地质体模型,利用有限单元法进行正演计算。为更真实地模拟实测数据并分析二维、三维反演算法对噪声的敏感度,在正演剖面中加入1%的高斯随机误差,然后再分别利用最小二乘法进行高密度电阻率法二维、三维反演。对比二维和三维高密度电阻率法的反演水平切片及垂直切片图可知,三维反演受高斯随机误差的影响更小,反演结果在模型异常位置、形态和电阻率特性反映上都比二维反演的效果更好,与实际地质模型更接近。     

基于光滑约束的磁梯度张量3D正则化反演方法

针对铁磁物质反演方法中反演解的病态性问题,提出基于光滑约束的磁梯度张量3D正则化反演方法。首先,利用积分灵敏度矩阵和粗糙度矩阵对经典Tikhonov正则化理论框架下的反演模型进行约束,避免由于反演参数多于采集点数而导致的不稳定;然后,通过定义正则化修正系数确定合理的初始正则化因子,从而减少因正则化因子引入而在反演结果中介入的误差;最后,利用物性参数上下限约束函数,将反演过程中的解转换到合理的值域范围内,得到与原始模型更加吻合的反演结果。仿真及实验结果表明:该反演方法能够准确还原磁性异常体的轮廓形态,具有较好的横向和纵向分辨率。     

基于QPSO正则化极限学习机的轴承故障诊断

从复杂的振动信号中提取有效的故障特征并且得到准确的分类结果,建立可靠的故障诊断方法一直都是滚动轴承故障诊断研究中的关键课题.文章提出一种改进的正则化极限学习机(Regu-larized Extreme Learning Machine,RELM)应用于降噪自动编码器(Denoising AutoEncoder,DAE)...     

基于格点型有限体积法的大地电磁二维正演

伴随着大地电磁勘探方法的广泛应用,发展精确和快速的正反演算法成为应用地球物理学者和工程师们的研究重点。考虑到在大多数二维地电模型中,大地电磁响应不存在解析解,本文建立了格点型有限体积正演模拟算法。首先,从大地电磁场满足的变系数亥姆霍兹方程边值问题出发,导出了格点型有限体积法控制方程的离散表达式,对边界条件进行近似处理后求解线性方程组,得到大地电磁场数值解。其次,通过对均匀半空间模型和一维介质模型的模拟计算,与解析法计算结果对比,验证了有限体积正演算法的正确性和稳定性,并分析了纵向单元剖分间距对大地电磁响应的影响。然后,利用格点型有限体积算法精确地计算了COMMEMI 2D-1模型的大地电磁响应值,该方法的计算消耗和精度都优于有限差分法。最后,通过对典型二维地电模型的大地电磁响应模拟,总结了异常响应规律,可为实测数据的定性解释提供指导。     

固态相变解析模型的扩展(英文)

基于固态相变解析模型,提出推导非等温固态相变的转变分数的新解析方法。该方法将转变起始温度和精确的温度积分引入到解析模型,从而得到扩展的解析模型。计算表明,扩展的解析模型能够准确地预测计算得到的转变分数与转变速率。扩展的解析模型与原有解析模型相比,它能够更加准确地描述相变过程的动力学行为。在转变初始温度较高的情况下,扩展的解析模型具有优越性。同时,从扩展的解析模型得到的动力学参数比原有解析模型的更合理、准确。     

基于模拟退火算法的高强钢Yoshida-Uemori材料模型参数反演分析

针对Yoshida-Uemori模型参数难于确定的问题,以DP600双相高强钢为例,提出将图解法与有限元模拟反演技术相结合,应用工程优化数学思想,借助于模拟退火算法最小化有限元计算值与物理试验真实值之差,兼顾结果精度与求解效率。通过使用不同初始值反演分析可以发现,此求解方法对于初始值具有良好的适应性,可极大提升反演结果的容错率,更适于实际应用。并通过V型弯曲试验验证了经由该方法测定的Y-U模型参数可直接用于有限元回弹仿真模拟中。     

基于混沌振荡PSO-BP算法的电阻率层析成像非线性反演

粒子群优化算法是一种启发式的全局优化算法,将其与 BP 神经网络结合,能够有效地改善 BP 神经网络在进行电阻率层析反演中的收敛速度和求解质量。提出一种基于混沌振荡的粒子群算法,使用混沌振荡曲线来自适应调整惯性权重w以提高PSO算法的全局寻优能力,并使用其训练和优化BP神经网络的权值和阈值。比较不同隐含层节点数目和惯性权重w值对反演结果的影响,并给出混沌振荡PSO-BP算法非线性反演的具体实现方案。对均匀半空间中异常体理论模型进行反演,实验结果表明：混沌振荡PSO-BP不依赖初始模型,在稳定性和准确性上优于BP反演和标准PSO-BP反演,成像质量优于最小二乘法反演的。     

Three-dimensional fluid flow model for gas-stirred ladles

A three-dimensional mathematical model has been developed to simulate the fluid flow phenomena in gas-stirred ladles. It can predict the velocity profile and flow pattern of the liquid and the gas bubbles. The two-phase fluid flow phenomena were analyzed by using the SOLA-SURF technique supplemented with the K-e two-equation turbulence model. The interactions between the gas bubble motion and the liquid flow were also considered. The movements of the gas bubbles were calculated and the extent of the plume zone determined. The effects of various design/operation conditions, such as gas flow rate, location of the porous plug, and addition of an immersion hood, can be evaluated. Flow intensity and stirring ability increase with increased gas flow rate. The dead zone near the bottom corner of the ladle exists whether the porous plug is centered or off-centered; this problem only slightly improves when gas flow rate is increased. Addition of an immersion hood not only provides a slag-free and protective atmosphere inside the hood, but also reduces the dead zone.     

Three-dimensional multi-phase-field simulation of eutectoid alloy based on OpenCL parallel

Seeking high-performance computing methods to solve the problem of a large amount of calculation, low calculation efficiency, and small simulation scale on the traditional single central processing unit (CPU) platform is of great value to the simulation study of micro-structure. In this study, based on the three-dimensional multi-phase-field model of KKSO coupling phase-field and solute field, the open computing language (OpenCL) + graphics processing unit (GPU) heterogeneous parallel computing technology is used to simulate the eutectoid growth of Fe-C alloy and the end growth process of pearlite under pure diffusion. The effects of initial supercooling and different diffusion coefficients on the growth morphology of lamellar pearlite were investigated. The results show that ferrite and cementite are perpendicular to the front of the solid-solid interface and are coupled and coordinated to grow, and there is no leading phase under the initial supercooling degree of 20 K. With the continuous increase of the initial supercooling degree (19 K–22 K), the morphology changes of the eutectoid layer are as follows: cementite stops growing → slice amplitude increases → regular symmetric growth → oblique growth → layer merge. With the increase of the diffusion coefficient from 3×10⁻¹³ m²·s⁻¹ to 15×10⁻¹³ m²·s⁻¹, the growth rate of the microstructure of the lamellar pearlite increases linearly, and there is no obvious change in the frontal appearance of the pearlite.

     

油井套管脉冲电流阴极保护电源主电路设计

设计了一种基于二次逆变的油井套管脉冲电流阴极保护专用电源的主电路,一、二次逆变均采用PWM方式进行控制。二次逆变主电路结构形式的引入使得脉冲电流输出参数(如频率、幅值、占空比)可以在较大范围内独立调节,具有体积小、质量轻、电源动特性及可控性佳的特点,使其在套管阴极保护方面更有前途。     

基于模型分割的子区域局部匹配算法

提出了一种基于B-rep的凸凹子区域分割的局部匹配算法,用于处理三维模型的局部检索.首先将CAD模型和预匹配模型分别用属性邻接图表示,通过区域分割算法将模型表面分为若干个凸凹子区域,然后在CAD模型的子区域中分别检索与预匹配模型中子区域凸凹性相同且拓扑也相同的部分,通过比较两种模型中局部结构对应的凸凹子区域是否匹配,判断CAD模型中是否含有该局部结构.实例结果表明,该方法在保证精确检索的同时,能有效提高检索效率.     

基于位错密度的流动应力模型的研究

研究纯铜温镦粗试验,基于K—M—E模型建立了加工硬化率-位错密度和加工硬化率-应变模型。并把K—M—E模型嵌入有限元软件ABAQUS,通过试验检测和数值模拟,研究了显微硬度-流动应力、显微硬度-位错密度关系。结果表明,各个理论模型与试验结果较好吻合。显微硬度与流动应力成正比,与位错密度平方根成正比。