双相介质中储层波场特征数值模拟研究

根据双相介质弹性波方程,并对弹性波方程进行分离得到了膨胀波方程.利用高阶差分对膨胀波方程进行数值模拟,边界处理采用完全匹配层的吸收边界条件,算法实现了任高阶差分和自动加载边界条件的纵波方程正演模拟.计算结果表明,在双相各向同性介质中存在快纵波、慢纵波,两种纵波有明显的区别,快纵波的速度远大于慢纵波的速度.在分界面上,快纵波要产生透射快纵波、透射转换慢纵波,反射快纵波、反射转换慢纵波.慢纵波具有很强的衰减性,耗散系数越小,慢纵波越明显,反之亦然.该算法的高阶差分形式可以显著地降低数值频散,有效提高地震波正演计算的精度,适应性好,操作简便灵活.     

三维湍流轿车外流场数值模拟

采用椭圆型方程生成空间网格,运用有限容积法和Ｋ ε模型计算了三维湍流轿车外流场。相应的模型试验表明,两者结果基本一致。     

高精度地震散射波数值模拟

随着地震勘探要求和技术的不断提高,散射波地震勘探方法逐渐引起人们的重视,尤其在具有广角性质的工程地震勘探中,基于非均匀介质理论的散射波理论具有广泛的应用前景。本文在讨论了现阶段几种散射波数值模拟方法的各种利弊后,设计了一种基于微扰论的FK域积分法,该方法求取总场后再通过FK域积分法求取散射场,在散射场的二次震源和空间能量衰减处理两方面做了改进,散射场的计算精度和效率均得到了提高。     

砂岩双相介质孔隙度地震波场数值模拟研究

为了研究煤系含水砂岩的双相介质地震波场特性,用Biot双相介质数学模型描述煤系含水层。本文应用交错网格有限差分方法对煤系含水砂岩双相介质模型的孔隙度进行了地震波场数值模拟,模拟结果显示双相介质中孔隙率大小对慢纵波有较大的影响,主要表现在随着砂岩孔隙度的增大,慢纵波的传播速度也随着增大。利用双相介质理论探索地震波场对砂岩孔隙度响应特性,对了解煤系砂岩的富水性以及孔隙特性具有现实意义和理论价值。     

二维各向同性介质地震波全波场的有限差分模拟

对地震波场的有限差分方程进行了详细的推导,采用改进的中心线算法对有限差分方程中的大型稀疏线性方程组进行求解,并对算法的稳定性进行了分析。通过对二维双层弹性介质中的地震波全波场的模拟,获得了清晰的地震波波场特征,包括面波及体波波场特征。     

伪谱法地震波场数值模拟

从速度-应力弹性波动方程出发,利用基于快速傅立叶变换的伪谱法对地质模型进行波场模拟,旨在提高模拟的速度和精度.相应的方法可用于均匀介质和不均匀介质中地震波传播的模拟.模拟结果表明,伪谱法是一种有效的地震波数值模拟方法:易于实现,计算速度快、计算效率高,其计算速度是有限差分方法的数倍,能有效克服数值频散.     

地震声波数值模拟中的吸收边界条件

在地震波传播的数值模拟中,在有限区域建立吸收边界条件是一个很重要的问题。在不同类型的吸收边界条件中,比较经典的是Clayton和Engquist提出的Clayton-Engquist吸收边界条件;PML吸收边界条件是Berenger在1994年提出的一种新的人工边界条件。这种边界条件几乎达到零反射。在地震波传播数值模拟中,PML已经被用于速度应力形式的一阶声波方程,而尚未被应用于位移形式的二阶声波方程。推导了二阶位移形式的PML公式,并应用于声波方程的数值模拟中;通过数值例子,与被传统应用的CE吸收边界条件作了比较。     

几种典型地质模型的地震波场数值模拟

在地震波场数值模拟中,边界条件的选取、差分方程的稳定性条件和收敛性以及频散的消除对于模拟质量至关重要。在综合考虑这些影响因素的基础上,对二维声波方程采用有限差分方法,利用二阶吸收边界条件,模拟了均匀模型、层状模型、断层模型、背斜模型等几种典型介质模型的地震波场。模拟结果揭示了参数的选取对模拟精度的影响程度。通过泰勒级数展开推导得到有限差分波动方程,造成离散的波动方程固有误差的存在。差分阶数越低,频散越严重;相反,有限差分的误差就越小,就越接近于精确解;此外,空间和时间采样间隔越大,会加快计算速度,同时可能会产生网格频散,故在有限差分数值模拟的过程中必须同时兼顾模拟的精度和速度。     

燃烧器三维流动和燃烧的数值模拟及优化结果

对某大型工业燃烧器进行了三维全尺寸数值模拟。计算结果比较合理的反映了燃烧室内发生的流动以及传热、传质、燃烧等复杂的化学反应过程。针对所计算的结果，指出了该燃烧室存在的结构缺陷并通过分析、比较，提出了一种优化方案对其继续模拟计算，最终达到了优化燃烧，控制高温区的范围，生成的SO2明显增加等主要优化目的。优化后的燃烧器投入使用后，运行情况良好，解决了原燃烧器经常出现的问题。     

计算机模拟真实气体混合物热力学性质

研究真实气体混合物的Ｐ－Ｖ－Ｔ性质对化工过程的设计、计算是非常重要的,而真实气体混合物不能单纯用理想气体状态方程来处理．本文通过计算机模拟不同条件范围内的气体状态方程,择优比较所给条件及方程运算,使处理真实气体混合物性质简便快捷,计算值和文献值吻合．     

洪水泥沙运动特性的一维数值模拟计算和分析

采用一维非恒定水流泥水流泥沙数学模型对黄河的“96．8”洪水泥沙输移特性进行了数值计算模拟，通过对洪水运动过程的水沙要素如断面的水位、数量、含沙量变化、洪水传播时间及河床冲淤等特性的分析表明，本一维非恒定泥沙数学模型在分析模拟洪水泥运动规律可靠性，为江河洪水预报提供一种重要的预测手段。     

电磁场有限元分析的快速数值方法研究

有限元理论及技术对于求解大规模有限元方程至关重要的快速算法研究尚存许多问题.提出了一种目标区域定位算法并与波阵法联合使用的新数值技术,分析了新算法的原理及其在非线性条件下的应用.阐述了在磁矢量(MVP)有限元中的实现,最后给出计算实例.结果表明,采用新方法可以节约大量计算机资源,是一种鲁棒性较好的数值技术,对大规模电磁场数值计算也有良好的应用前景.     

几类各向异性介质中震源的数值模拟

本文根据弹性理论中的几个基本方程。导出弹性均匀各向异性中的Christoffel 方程。及由此得出地震波的传播速度与介质的弹性参数间的数值关系,并利用有限元法计算出波场.     

偏积分方法与数值方法的比较分析

在介绍偏积分近似方法基本概念的基础上,在结构化网格中,用有限容积法数值求解稳态热传导问题.同时进行偏积分近似解、精确解和数值解的比较分析.从计算结果可以得到令人满意的一致性.这些充分证明偏积分近似方法、解析方法和数值计算方法的实用性和互补性.     

里兹近似方法与数值方法的比较分析

在系统地介绍里兹变分近似方法的基础上,通过一个直角坐标系和一个圆柱坐标系的算例,对稳态热传导问题进行了计算,同时与数值解和精确解进行比较分析.由此可把近似分析解法用于求解各类复杂的非线性问题.