基于黄金分割的共轭梯度法步长求取方法

目前在波形反演中常用梯度类算法的关键三要素为:目标函数、梯度和步长。在使用梯度类方法时,合适的步长因子可以有效地提高波形反演的计算效率和反演精度,故步长问题的研究也具有重要意义。基于PRP共轭梯度法进行波形反演,对现有的步长计算公式进行分析研究,提出了一种将经验步长公式与黄金分割法结合的步长计算方法,通过数值模拟试验,验证了采用的方法不仅能基本满足运算效率的要求,还能使反演结果更接近于目标模型。     

波形反演中频率点选取的优化方法

频域全波形反演是一种能够获得高分辨率反演结果的反演方法,但在模型较大时反演的计算用时非常巨大,这就严重阻碍了其在实际反演中的应用。针对此问题,利用线性递增速度模型中地震波的传播规律,提出一种优化的频率选取方法,以达到有效提高计算效率的目的。实验表明,优化的频率点选取方法在模型较大时,相比于常规选取方法在保证反演精度的情况下,具有更高的计算效率。     

基于遗传算法的一维大地电磁测深理论模型反演

大地电磁测深资料的反演是多参数非线性最优化问题,一般采用局部线性化方法,但反演问题的多解性、非唯一性问题一直未能很好的解决。基于遗传优化原理的反演算法可望提高非线性结果的唯一性,它只需问题的正演公式,不用求导数,无需初值,而只要给定参数的范围,因此遗传反演算法具有抗干扰能力强,拟合度高等优点。尤其值得指出的是,遗传算法作为一种非线性全局优化方法,能在全局范围内搜索最优解,克服了常规反演方法中容易陷入局部极植情况。本文其理论模型反演的结果精确度高。     

基于一种高效正演方法的Krichhoff偏移

正演模拟问题一直是地球物理研究者广泛重视的问题之一,正演方法的优劣对成像结果的好坏至关重要,对我们认识地球内部构造具有重要意义。因此找到一个快速、高效、高精度的正演算法能够更好地能够得到更准确的成像结果。NAD类方法是近年提出的一种新颖的差分格式,这种算法能够在粗网格下压制数值频散,而ONADM是NAD方法中已经完善的一种方法。本文用ONADM得到正演结果,进而利用Krichhoff偏移成像,成像结果清晰。证明一种好的正演方法对于是偏移成像的结果起着至关重要的作用。     

一种基于Laplace-Fourier域衰减系数的初始模型获取策略

频率域全波形算法由于其高精度,高效计算性能,已逐步成为地震勘探中重要的反演手段。但其对低频信息和初始模型有较大依赖,在Laplace-Fourier域进行反演能产生一些伪低频信息,为实际反演提供较好的初始模型,与此同时,其反演的有效深度也会随之变浅,且衰减系数因子越大,反演有效深度越浅。针对这些不足,本文提出一种结合不同衰减系数因子的基于Laplace-Fourier域全波形反演策略,利用不同衰减系数因子反演时的不同的波数信息相结合的方式,获得与目标模型相接近的初始速度模型。     

地震正演模拟技术在深层砂泥岩薄互层地层识别中的应用

东濮凹陷前梨园洼陷及其周边地区有丰富的剩余石油和天然气资源,但这些剩余的资源量绝大部分分布在3500 m以下第三系及以下层系的深层隐蔽油气藏中,地层以砂泥岩薄互层沉积为主。本文通过建立符合地下实际情况的的地球物理模型进行正演模拟,从正演角度分析目的层的地震波场特征,然后对正演结果进行模型反演,定量分析反演砂体的横向及纵向展布特征。结果表明这种基于模型正演的地震识别方法既能够发挥地震资料在地层横向展布上的优势,又能够提高纵向上的解释精度,为识别东濮凹陷深层砂、泥岩互层结构的隐蔽性储层提供了参考。     

基于并联机积分方程法下的电磁场的正演

我们讨论三维电磁场正演算法的并联处理,此算法是基于CIE的方法。犹他州大学的高性能计算中心应用这种集群类机群算法非常有效。现已开发了基于复广义微量残留法的一个三维CIE代码的运行版本,这种方法用来解决线性系统的方程。这种新的CGMRM并联处理算法使得对应矩阵求逆的收敛和大型正演的问题的解决成为可能。现在已研究出解决大型正演的问题的方法,以及解决在多达32个连结点PC机群上的不同离散性。     

一种利用有限差分来正演模拟声波波形的方法

声波波形对于研究井旁地层的情况有着非常重要的意义。有限差分是常用的正演方法。本文利用有限差分的方法对软地层和硬地层的不同模型进行计算,并对结果进行了分析。     

等离子体位形平衡和反演算法的研究

介绍了等离子体平衡和反演控制算法 (EFIT)及其物理含义 ;用磁体动力学的Grad -Shafranov平衡方程来描述磁通函数。最后 ,介绍了EFIT算法的主要流程和函数组成 .重点介绍了反演算法的程序功能 .     

基于改进信赖域折线算法的漏磁检测缺陷反演方法

<正>一般铁磁性材料会受外部条件的影响,易出现氧化、腐蚀、断裂的现象,使由铁磁性材料组成的设备无法正常运行,若不及时检修可能会造成重大损失。因此,为了保证设备工作正常运行,需对其进行不损害、无接触地检测。对于这种情形,漏磁检测较为合适且被普遍使用。漏磁检测缺陷重构是由正演和反演组成,正演是根据已知缺陷求解漏磁信号,反演是根据已知漏磁信号计算缺陷轮廓的相关信息,实现缺陷可视化。缺陷重构的重点在于反演。求解漏磁检测反演方法由定性分析转变为定量分析。根据是否直接使用正演模型将反演方法分成两大类。第一类则是未使用正演模型,直接求解。常使用的方法是机器学习和图像处理等。Hua Guang Zhang等提出了一种新的基于级联抽象特征的直接反演方法。除了上述的方法,还有BP神经网络、粒子滤波、支持向量机等方法。Shi Wei Liu等提出了一种新的漏磁成像和二维缺陷识别方法。     

接收函数近邻反演方法的改进和对海拉尔台下地壳速度结构的研究

数值试验结果指出 ,用接收函数反演地壳速度结构时 ,在正演和反演过程中使用不匹配的地壳模型参数化方式 ,将对结果产生不良影响 ;同时发现 ,在处理实际资料时将接收函数归一化 ,可能会丢弃介质信息 .在此基础上 ,改进了接收函数和近邻算法反演地壳速度结构的程序 ,并用来反演了海拉尔台下的地壳速度结构 .     

基于开放计算语言的磁共振成像最小二乘算法并行加速

磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,简称MRI)技术已被广泛应用于现代医学的临床诊断上。MRI多采用最小二乘(Least Squares,简称LS)算法通过非笛卡尔扫描轨迹进行医学图像的重构。LS算法需要计算所谓的向量FHd和矩阵Q以重构图像。对于LS算法,计算向量FHd和矩阵Q占据了算法绝大部分工作量。本文基于开放计算语言(Open Computing Language,简称Open CL)编程框架,在中央处理器和图形处理器上对LS算法计算向量FHd实现并行化,且在使用内建函数、访存和分割循环等方面进行优化,得到近300倍的加速比。本文所提出的并行加速方案通过简单修改可用于计算矩阵Q。     

射线追踪法在水力压裂裂缝微地震正演模拟中的应用

射线追踪法作为一种快速有效的波场近似计算方法,在微地震正演中可以计算出波的传播路径,计算波沿射线的振幅变化等。本文通过两点射线追踪对地层模型进行正演模拟,结果证明该方法正确、可行。     

基于时延-多普勒图像的海洋表面风速反演方法

随着GNSS-R技术在海洋遥感领域的发展,已经积累了海量的GNSS-R数据。针对基于时延-多普勒相关功率图(DDM)实测波形与经验模型反演风速复杂性高、计算量大和精度低的问题,采用两种神经网络方法,基于NASA CYGNSS的DDM数据,分析了DDM与海洋表面风速的关系,首先引入卷积神经网络建立风速等级分类模型对海洋表面风速进行分类反演,但效果不理想。为获取精度更高的反演风速,对DDM进行特征提取,改用BP神经网络完成了风速反演。反演风速与实际风速的皮尔逊相关系数为0.958、均方根误差为1.86 m/s、平均相对误差为2.66%,证明了基于DDM使用神经网络反演风速的可行性和有效性。     

JN地区飞仙关组鲕滩碳酸岩储层预测研究

川东北JN地区下三叠统飞仙关组主要为一套海相碳酸盐沉积,储层岩性主要为鲕滩储层,分为南北两套不同的储集层,具有厚度薄、岩性横向变化快的特点,导致对其空间展布规律的预测难度较大。本文在三维地震资料进行精细解释的基础上,综合各种地质、地震、测井资料,应用正演模拟,确定鲕滩储集层的地球物理特征,进而采用波形分类、属性分析及地震反演等技术进行有效储集层的预测与描述,对已发现的圈闭进行地质综合评价,寻找有利的勘探目标。     

基于Matlab的树木缺陷雷达波正演模拟

提出了一种树木正演模拟方法,将基于有限时域差分法(FDTD)开源正演软件MATGPR作为基本函数库,自制一个模拟软件,在Matlab平台上实现模拟。分析了图像的模拟过程,并举例模拟树木中的典型矩形缺陷的雷达图像结果与特点。     

探地雷达检测地下空洞的实验研究

通过分析电磁波在地下介质中的传播规律,介绍了探地雷达检测地下空洞的基本原理。利用时域有限差分方法进行正演模拟,初步了解了空洞在反射波谱上的图像特征。制作实验装置,对比了空洞试验模型在不同实验条件下测量所得到的反射波形之间的图像差异,并进行波速标定,验证探测结果的准确性。通过分析研究,总结出了地下空洞在雷达波谱上的图像识别规律,为现场测量和危害评估提供理论支持,对于防灾减灾有一定的促进作用。     

关于n阶(n1,n2)型二重(r1,r2)-循环矩阵求逆及相乘的计算方法

循环矩阵的求逆及相乘的算法，无论在理论上还是在实际应用中都具有非常重要的意义．本文不从计算Jordan标准形式或特征值出发，而是利用矩阵乘法及逆矩阵的一些简单性质，给出了n阶(n1，n2)型二重(r1,r2)-循环矩阵求逆、两个n阶(n1，n2)型二重(r1，r2)-循环矩阵相乘的直接计算方法，推广了已有的结果,这些算法已编到C 源代码在服务器上通过，验证了这些算法是稳定的有效的,若用快速富里叶变换(FFT)计算，这些算法的时间复杂性均为O(n1n2log2n1n2)。     

结构刚度矩阵的一种反演方法

本文在总结线弹性结构刚度矩阵识别(计算)方法的基础上，提出了一种新的反演刚度矩阵的方法，即利用实测的结构各阶固有频率和各阶振型数据，以刚度矩阵中的各元素作为未知数，代入特征值方程，逐一解出刚度矩阵内各元素。该方法概念清晰、简单，应用方便，结果准确可靠，适宜于自由度数在10以下的结构或结构试验模型的刚度矩阵的识别。     

多向应力状态下基于DP准则的岩石应变软化模型

针对岩石材料应变软化问题和有限元求解过程中面临的切线刚度矩阵负定问题,本文基于Drucker-Prager(DP)强度准则建立了考虑围压的岩石弹塑性应变软化本构模型,并提出相应的加卸载准则。模型引入了各向同性软化假定,将岩石应变软化过程简化为一系列脆塑性-塑性流动过程,强度参数随软化参数的变化采用指数关系式进行非线性拟合,本构积分算法采用精确的具有无条件稳定特点的隐式积分算法(径向返回映射算法)。文章详述了应变软化过程模拟方法及程序实现过程,编制了Fortran计算程序(UMAT)并将其成功地嵌入到大型有限元软件ABAQUS中。研究结果表明,所建立的应变软化模型计算方便、参数简单、物理意义明确,能够较好地模拟岩石材料的峰后软化特性。