频散

摘要： 钱塘江因其恢弘的涌潮现象而举世闻名,对钱塘江涌潮形成机理的探究具有理论与应用双重价值.本文建立了考虑非线性、频散以及耗散作用的二维高阶Boussinesq型方程,并结合有限体积数值方法来描述钱塘江涌潮这一物理过程,复演了最具代表性的“交叉潮”、“一线潮”和“回头潮”三大潮景,同时展现了涌潮的二次自由面起伏现象,重现了钱塘江涌潮的形成、发展和消亡三个完整阶段.从涌潮高度、涌潮速度等涌潮传播表征指标进行探究,分析了不同河段潮景的形成过程以及特征,模拟结果与实际观测结论相吻合.潮景的形成是涌潮进入不同发展阶段的重要标志,“交叉潮”出现在涌潮的形成初期,Froude数接近1,涌潮高度在0.5 m左右;涌潮进入盐官河段后,强度开始增强,形成“一线潮”,Froude保持在1.45以上,涌潮高度最大可达3 m以上;“回头潮”出现之后,涌潮强度开始减弱,于三工段区域再次形成小规模的“一线潮”,Froude数在1.3~1.4之间,涌潮高度约为2 m;七堡之后,上溯的涌潮进入消亡阶段,Froude数减小至1.3以下,涌潮高度约为1 m.此次研究有助于对钱塘江涌潮特性的进一步认识.

摘要： 随钻声场在各向异性地层中的传播一直是随钻声波测井的重要课题.该问题中钻铤与井孔和地层的相互作用极大地影响着声场,特别是系统中的模式波的传播特征.因此,本文采用分波计算法来详细地研究在横向各向同性(VTI)地层中随钻多极子声波的传播规律,将声场全波分解成来自波数域中的奇异点(包括支点和极点)的分波的贡献,以此模拟分析了声场中各个分波的传播特征,包括模式波在频域中的频散、激发响应及时域中的分波波形.结果表明:在快速VTI地层中,钻铤的存在使得单极伪瑞利波和二阶四极地层螺旋波的频散大为降低,可以此来测量地层垂直向横波速度;慢速VTI地层中仅存在单一四极地层螺旋波,其低频速度为地层垂直向横波速度.值得注意的是,在各向异性参数满足δ>ε+c_(44)/2c_(33)的地层中,上述模式波的低频截止速度均小于地层的垂向横波速度,这一结果与已知的裸眼井情况一致.

摘要： 为准确建立海底地声模型,本文探讨地声模型的基本组成和基本结构。通过样品实验室测量,分析南海海底表层沉积物的密度、孔隙度与声速随着埋深变化的关系,得出海底实际存在的低声速表面–声速缓慢变化类型、低声速表面–声速增大类型、高声速表面–声速缓慢变化类型和高声速表面–声速增大类型4种典型地声结构;对比钻探测量,分析黄海海底沉积物的密度、孔隙度与声速随埋深变化关系,得出海底地声模型分层特征与地声结构组合特征。研究表明,地声模型可以归结为4种基本地声结构的组合,通过与底层海水声速、同层内声速剖面以及与上层海底沉积物下表面声速的比较,可以建立各种海底地声模型;基于实验室测量法建立的地声模型可以作为参考地声模型,但需要考虑实际海底温度和压力梯度以及海底沉积物的频散特性等,借助于声速比校正法和频散性理论模型进行计算及修正。

摘要： 各向异性介质地震波衰减的研究一般只针对横向各向同性介质,即包含一组垂向裂缝。实际储层中往往存在多组正交或斜交裂缝,因此研究含多组裂缝储层的地震波频散和衰减非常必要。Chapman建立了包含两组裂缝的中观尺度喷射流模型,但是没有讨论两组裂缝对特征频率、频散和衰减幅度的影响。为此,建立了计算含多组裂缝储层纵波频变特性的方法。首先对Chapman模型数值模拟,讨论裂缝参数对特征频率和频散、衰减幅度的作用;然后分析Chapman模型和标准线性固体模型之间的关系;最后建立利用广义标准线性固体模型计算包含多组裂缝储层的频变纵波模量的方法,即利用Chapman模型和各向异性Gassmann方程得到低频模量,利用Chapman模型得到高频模量。所提方法利用低频、高频极限模量和模量损失表征地震波的频散和衰减特性,其中模量损失可表征每组裂缝的贡献,并得出以下认识:(1)裂缝方位和地震波入射方向只影响频散幅度和衰减幅度,而不影响频散频带和衰减频带;(2)不同裂缝发育情况的纵波速度V(或纵波逆品质因子Q_(P)^(-1))曲线间存在代数关系,因此可以利用单组裂缝的V(或Q_(P)^(-1))曲线表示两组甚至多组裂缝的V(或Q_(P)^(-1))曲线;(3)当地震波传播方向与裂缝平行时,V随频率的变化很小,P波衰减最小。所提方法对于研究各向异性介质的地震波场特征及地震响应机理具有一定实际意义。

摘要： 利用槽波频散特性反演煤厚是工作面煤厚解释的方法之一,然而槽波传播路径上煤厚线性或非线性变化情况下,单频或窄带滤波难以兼顾槽波群速度的变化和不同接收点的槽波能量。通过三维数值模拟和工作面现场试验研究了煤厚变化模型的Love型槽波频散特征:槽波形成后向厚煤区传播过程中频率变化小,能量衰减慢;而向薄煤区传播过程中槽波的能量快速衰减,主频向高频方向移动,且槽波的高频成分占比增大。厚煤区槽波的频散在频率上被压缩,随着接收点煤层厚度的减小,基阶Love型槽波的频散在频率上被拉伸,且埃里相的频率向高频移动,埃里相的群速度显著升高。选取了煤厚变化在1.55~8.09 m的工作面进行槽波勘探试验,对实际槽波地震记录开展了带宽为50 Hz的4个不同频段的宽频滤波,结果表明煤厚变化对低频段的Love型槽波速度影响较大,随着频率的升高,不同煤厚的槽波群速度差异减小。120~170 Hz频段的槽波群速度对该工作面煤层厚度有较大的响应区间,又兼顾了整个工作面槽波的发育。对该频段Love型槽波群速度进行了层析成像,采用三阶多项式拟合了巷道实际揭露煤厚与Love槽波群速度的相关关系,并以此反演了工作面的煤厚分布。在煤层厚度为4~6 m时,该频段Love型槽波群速度差异较小,对煤层厚度的分辨能力有所降低。因此,后续还需开展对槽波频段和频带宽度的精细研究来提高煤厚解释的精度。

摘要： 针对最小二乘差分系数优化法在低波数段频散误差大的问题,在采用绝对误差二范数的同时,有效利用误差和约束频散误差,构造拉格朗日函数求解差分系数,提出一种基于拉格朗日乘子的空间域差分系数优化新方法。通过频散曲线分析、地震波场模拟结果对比分析最小二乘法和新方法。结果表明:相较最小二乘法,新方法在低阶、低波数时频散效果改进较为明显,随着阶数增加改善效果减弱,新方法相较传统方法在有效频带宽度方面表现更加优秀;对于均匀模型,新方法能够减小波场残差同时缩小残差覆盖范围,提高地震波场模拟精度,验证方法的有效性;对于复杂Marmousi模型,新方法在频散压制、模拟精度上均有一定程度提升,具有较好的适应性。

摘要： 多层套管井中的套管-水泥以及水泥-地层在径向上的分布较单层套管井界面多且径向分布范围更深.目前还未有针对多层套管井固井质量评价的有效方法,偶极子阵列声波测井具有工作频率低径向探测深的优势,本文通过实轴积分和三维有限差分计算了偶极子声源在不同胶结状况的双层套管井中激发的声场,旨在探讨偶极子阵列声波在双层套管井中评价外层套管和地层之间胶结状况的可行性.计算结果表明,在两层套管之间充填泥浆时,全波波形中可明显观测到地层弯曲波和套管弯曲波,若外层套管和地层之间充填水泥套管弯曲波的慢度明显高于充填泥浆时的慢度值;在外层套管和地层之间胶结的水泥出现缺失,套管弯曲波的频散曲线会处于完全胶结与完全无胶结之间,其变化量与水泥在外层环空的占比近似成线性关系,几乎不受水泥缺失的径向位置影响.由于偶极子声源的指向性,套管弯曲波的响应特征主要受与声源振动指向的方位扇区胶结状况的影响;在两层套管之间充填水泥时,若外层套管和地层之间充填泥浆,仍可观测到套管弯曲波,模拟波列提取的套管弯曲波的频散曲线与解析解计算的频散曲线吻合,两层套管通过水泥胶结在一起,其弯曲振动的传播速度稍有增加,类似单层套管厚度加厚的响应特征.两种模拟方法得到的结果均表明套管弯曲波对外层套管和地层之间的充填介质敏感,验证了偶极子阵列声波测井在双层套管井固井质量评价中应用的可行性.

摘要： 地震旋转分量在天然地震和工程地震等领域都有广泛的应用.在回顾地震旋转运动的基础上,首先介绍了六分量地震数值模拟研究,论证了不同震源类型与地震波型在六分量波场上存在能量与极性的差异.随后,回顾了利用模拟数据与实际观测数据验证差分法与行波法两种旋转分量间接换算方法的可行性与精度.通过数值模拟,分析了勘探地震中广泛应用的面波,在六分量记录上呈现的不同或相似的特征,以及旋转分量记录波场信息具有的不同于平动分量的频散特征.近年来,不断发展的地震旋转分量研究,对波型识别、波场分离、横波成像、微震的高精度预测、探索海底电磁和地震观测的关联等领域均具有重要意义与深入研究价值.

摘要： 随着多分量检波器和地震仪的广泛应用,针对地球壳幔结构成像、岩土工程探测、石油勘探等领域的多分量面波研究逐渐受到关注.在系统研究面波理论及相关方法技术的基础上,对多分量面波的研究现状进行了总结.首先简要介绍了面波相速度频散计算方法,列举了面波多模式频散曲线提取遇到的问题及相应的解决方法;然后重点介绍了多分量面波频散特征、偏振特征及多分量面波资料的处理和反演方法;接着介绍了旋转分量在面波分离和面波频散分析等方面的应用,最后讨论了多分量面波在石油勘探中的应用前景.不同分量的面波中包含了不同的速度频散信息,因此多分量面波反演有助于获得更准确的近地表速度结构,六分量观测能够更完备地刻画多分量面波频散及偏振特征,有助于识别和分离面波.目前多分量面波技术的研究在国内尚处于起步阶段,基于多分量面波频散及偏振等特征研发相应的面波处理和压制技术将是今后主要的研究方向之一.

摘要： 煤层是典型的黏弹各向异性介质,将黏弹性和各向异性两种性质结合起来的槽波研究较少.以弱各向异性煤层为研究对象,应用Thomsen等效介质理论,采用Kelvin-Voigt黏弹性模型,研究了黏弹TI(Transverse Isotropy)介质3层水平层状模型Love槽波频散与衰减特征;推导了 3层水平介质的Love槽波频散方程解,可以计算品质因子随频率变化的情况;分析了各向异性参数γ、煤层横波品质因子Qs值变化及煤层Qs随频率变化对Love槽波频散、品质因子和衰减曲线的影响;模拟了煤层Qs=10和Qs=20时三维槽波波场传播过程.结果表明:TI介质和各向同性介质的槽波品质因子和衰减系数基阶曲线差别小,各向异性参数γ对Love槽波品质因子和衰减系数影响较小;煤层Qs对Love槽波频散曲线影响很小,主要影响槽波品质因子和衰减系数曲线,煤层Qs=10时槽波衰减系数值比Qs=20和30时大很多;目前煤层Qs在0～1 000 Hz内是否随频率变化尚无定论,假设煤层Qs随频率线性减小,各阶槽波品质因子曲线低频部分差异很小,高频部分差异变大,当Qs减小到10时,槽波衰减系数随频率增长很快;对于三维槽波波场,煤层Qs=20时透射Love槽波和基阶Rayleigh槽波能量较强,而Qs=10时这些波衰减很快,对面巷道接收不到,说明实际工程中接收不到这些波的原因很可能是由于煤层Qs很小;针对实际工作面探测中接收不到Love槽波和基阶Rayleigh槽波的情况,可以利用速度较高、衰减相对较小的高阶Rayleigh槽波探测.

摘要： 随着声表面波器件频率的不断提高，以及在生物和化学传感器中的拓展应用，材料粘性耗散对声波性能的影响必须加以考虑。本文分析了在具有粘性耗散的覆盖层/压电基体层状结构中Love声表面波的传播，分析了材料耗散对相速度、频散及衰减的影响。基于考虑粘性耗散的材料运动和本构方程，得到了Love波传播的控制方程。利用覆盖层表面的应力自由边界条件、电学开路与短路边界条件和覆盖层与压电基体间的连续性条件，得到Love波传播的相速度方程。进一步计算了覆盖层粘性对波传播和衰减的影响，对谐振器、传感器等相关器件的研发具有参考意义。

摘要： 利用瑞雷波进行的无损检测在工程基础和文物的检测中已经有了广泛的应用.根据被测物体的尺度大小和精度要求,需要使用不同频率的瑞雷波.正确分析两个测点间不同频率成分波动的相位差,在所有频段,特别是高频段上,是提取到稳定可靠的瑞雷波频散曲线的技术关键.在本文中,我们介绍了两个与城市工程相关的检测实例.一个是公路路基顶管灌浆效果检测,另一个是对北京故宫汉白玉栏板风化程度的检测.这两个检测实例反映了不同尺度和检测精度要求的工程体应用瑞雷波方法进行检测的可行性.

摘要： 本文给出了Biot-Stoll海底沉积物模型下水平分层介质波导中声传播损失计算方法,通过比较Biot-Stoll海底沉积物模型与液态海底模型下的声传播特性,分析了两种模型在声场建模中的等效性.数值计算表明,利用液态海底模型来等效Biot-Stoll海底沉积物模型,其纵波等效速度和衰减系数均呈现频散现象,且与刚ot-S幻ll海底沉积物本身的快纵波速度和衰减不一致。

摘要： 本文研究的是井内为流体井外为对称轴垂直于(111)面的裂隙各向异性地层的模型等轴晶系,井外介质同EDA介质和PTL介质不同之处在于它不单纯以直角坐标系中的x,y,z轴为对称轴,而是以和三轴所呈角度相同的直线为对称轴.做井问题时,虽然只有三个弹性模量化到柱坐标系下一阶弹性常数矩阵将失去对称性,与角度θ有较复杂的关系,波动方程不能严格求解,这就使问题的难度加大了.本文中采用摄动的方法求此模型下的井孔导波解.分析裂隙各向异性地层对井孔模式波相速度的影响.

摘要： Dvorkin和Nur(1993)利用了顾及喷射流效应后新的模型—BISQ模型详细地研究了各向同性流体饱和孔隙介质中P波的频散和衰减.研究表明喷射流机制比Biot理论的优越性在于衰减和频散的值增大,更加接近于实际测量值.BISQ模型增加了一个新的储层参数—特征喷射流长度R.同时,随着人们认识的不断深入,发现了一些利用各向同性介质模型无法解释的现象(如横波双折射现象等),通过对实地考察,发现了各向异性的存在.地层岩石的各向异性表现在波的传播速度随传播方向发生改变、不同类型的体波发生耦合、横波发生分裂等,因此各向异性的重要性逐渐体现出来.而对油气藏具有重要意义的一些模型在长波近似下都可等效为具有5个弹性常数的横向各向同性双相介质模型.考虑到BISQ的优点及横向各向同性的重要性,本文考察了横向各向同性双相介质BISQ模型下井孔声导波的频散和衰减特性.

摘要： 基于Biot的横观各向同性饱和孔隙介质模型,考虑孔隙介质的非均匀性,导出了均匀饱和土半空间上非均匀饱和土层中Love波的复频散方程,并提出了复方程的迭代解法.以均匀弹性半空间上非均匀饱和土覆层为例,进行了数值计算,讨论了Love波的频散和衰减特性.

摘要： 正确分析两个测点间不同频率成分波动的相位差,是在所有频段上,提取到稳定可靠的瑞雷波频散曲线的技术关键.本文利用不同频段的瑞雷波对大型工程地基强夯处理质量、顶管工程对公路路基的影响、故宫汉白玉栏板风化程度等不同尺度的工程问题进行了探测研究,探索了瑞雷波在不同尺度的工程介质体探测中的应用可行性和相应的激发、观测和解释方法,构成了由低频到高频的瑞雷波探测方法的系列,为瑞雷波法在各类工程无损检测中的应用奠定了基础.

摘要： 作者中国国家数字地震台网(CNDSN)与中国数字化地震台网记录的印度地震在相同和不同大圆路径上的长周期面波资料,进行了面波实测频散的对比试验.

摘要： 为了提高大型薄板超声检测的速度，研究了超声导波及其在大型薄铝板缺陷检测中的应用.推导了超声导波在大型薄铝板中传播的理论模型，分析了导波的波结构，设计并实践了导波检测薄铝板缺陷的方法.试验结果表明，利用超声导波法可以有效提高大型板材的检测速度。

摘要： 为了提高大型薄板超声检测的速度，研究了超声导波及其在大型薄铝板缺陷检测中的应用.推导了超声导波在大型薄铝板中传播的理论模型，分析了导波的波结构，设计并实践了导波检测薄铝板缺陷的方法.试验结果表明，利用超声导波法可以有效提高大型板材的检测速度。

摘要： 本公开提出一种基于泵浦杂散高抑止的太赫兹宽带二倍频电路及二倍频器，所述方案将电容加载的对称式“月牙铲”形宽带滤波电路引入到太赫兹二倍频器设计中，降低了滤波级数减小了泵浦信号的传输损耗，消除了输入泵浦杂散对倍频器性能的影响，同时配合匹配单元实现了谐波信号的回收利用提高了倍频效率，本公开提出的倍频电路可利用微电子工艺进行一体化的集成实现，频率向更高频段扩展更容易。

摘要： 本公开提出一种基于泵浦杂散高抑止的太赫兹宽带二倍频电路及二倍频器，所述方案将电容加载的对称式“月牙铲”形宽带滤波电路引入到太赫兹二倍频器设计中，降低了滤波级数减小了泵浦信号的传输损耗，消除了输入泵浦杂散对倍频器性能的影响，同时配合匹配单元实现了谐波信号的回收利用提高了倍频效率，本公开提出的倍频电路可利用微电子工艺进行一体化的集成实现，频率向更高频段扩展更容易。

摘要： 本发明提供一种抑制导频杂散的电光调制器驱动装置，涉及电光调制器技术领域。本发明中偏压控制模块的输出端与电光调制器的偏置电压输入端相连接；激光器驱动模块包括相互连接的第一数模转换器和驱动单元，所述第一数模转换器用于合成导频电流信号，并传递给所述驱动单元与驱动电流进行合路处理；所述驱动单元的输出端与激光器的驱动电流输入端相连接。即在常规导频法的基础上，结合所述激光器驱动装置，实现了自动抑制导频信号引入的杂散，有效地提高射频信号传输系统的性能。

摘要： 基于大频厚积导波频散补偿的固定路桩长度估计方法，先进行超声换能器布局；然后发射tone burst信号；确定补偿项；再设定不同传播距离进行频散补偿；然后绘制补偿距离‑最大幅值曲线并由此获得传播距离；然后通过实验获取路桩真实准确的声速；再移动超声换能器，得到多个传播距离的结果，进行平均处理；本发明基于宽带信号进行补偿，激励频率较高，具有精度高以及抗干扰能力强的优点；测量时采用多个位置结果平均的方式，提高了方法的鲁棒性。

摘要： 本发明涉及一种基于迭代扩展频散模态分解的频散波提取方法，包括：获取频散波时域信号；分别进行快速傅里叶变换和离散短时傅里叶变换，获得频域信号和时频表达式；通过双向快速单脊线提取法，初步估计能量最显著的关键时频脊线；通过迭代扩展频散模态分解，分离重构关键频散模态及其群延迟；重复获取残差信号以及分离重构关键频散模态，直至满足停止迭代准则；对重构的所有关键频散模态进行快速傅里叶变换逆变换，得到频散波时域波形。与现有技术相比，本发明在无需预知频散波模态数量的前提下，通过准确提取和分析信号中的频散模态，高效地对多分量非平稳频散波进行分解，在结构健康监测、水下声学、生物医学、地球物理学等领域有重要应用。

摘要： 本发明公开了基于声表面波信号处理获得弱频散条件下频散曲线的方法：搭建激光超声表面波检测系统，具有宽频带的超声表面波信号由脉冲激光器激发产生并最终被压电薄膜换能器接收，结合小波基数学特性和对弱频散条件下声表面波处理要求选择最佳小波基，利用最佳小波基对所得声表面波信号进行多尺度分析，并对所得声表面波信号进行连续小波变换，提取相关信息计算得到三维小波系数图，通过提取时频域不同尺度的小波系数峰值的时间和频率信息，结合计算公式得到在弱频散条件下沿表面传播的声表面波信号频散曲线，并对所得频散曲线进行非线性高阶多项式拟合。本发明步骤简单、可操作性强，能够快速、准确的得到声表面波信号在弱频散条件下的频散曲线。

摘要： 基于大频厚积导波频散补偿的固定路桩长度估计方法，先进行超声换能器布局；然后发射tone burst信号；确定补偿项；再设定不同传播距离进行频散补偿；然后绘制补偿距离‑最大幅值曲线并由此获得传播距离；然后通过实验获取路桩真实准确的声速；再移动超声换能器，得到多个传播距离的结果，进行平均处理；本发明基于宽带信号进行补偿，激励频率较高，具有精度高以及抗干扰能力强的优点；测量时采用多个位置结果平均的方式，提高了方法的鲁棒性。

摘要： 本申请公开了有损耗无频散介质下的集成电路全波电磁仿真方法及系统，首先将形成多层集成电路的材料分为非导电媒质和导电媒质，基于剖分的平行平板场域的网格节点按所在的介质区域进行编号，然后建立有损耗无频散介质下的矩阵方程，然后基于网格节点的编号结果对有限元未知量进行划分，然后基于矩阵方程通过迭代方法计算集成电路的基准频点及其场解，并对场解进行分块，之后对于低于基准频点的待求频点，对基准频点的场解进行拆分并依据拆分结果获得低于基准频点的待求频点的场解，最后基于所有待求频点的场解获得全频段的电磁响应。该方法能够计算出全波分析的基准频点，并基于基准频点实现对低频频点场解的求解。

摘要： 本申请公开了无损耗有频散介质下的集成电路全波电磁仿真方法及系统，首先获取超大规模集成电路的模型信息并据此对集成电路进行建模，然后基于所述建模得到的模型对集成电路的平行平板场域进行网格剖分，然后基于所述网格剖分的结果建立无损耗有频散介质下的矩阵方程，然后基于所述矩阵方程通过迭代方法计算集成电路的基准频点及其场解，然后对于低于基准频点的待求频点，获得基准频点的场解与低频场解之间的比例系数，基于基准频点的场解与所述比例系数获得待求频点下的场解，最后基于所有待求频点的场解获得全频段的电磁响应。该方法能够计算出全波分析的基准频点，并基于基准频点实现对低频频点场解的准确求解。

摘要： 本发明涉及一种基于声速频散谱拐点的气体探测方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，所述方法包括：获取待探测气体的频率和声速值，将待探测气体的频率作为自变量，将待探测气体的声速值作为因变量构建声速频散谱曲线函数；根据声速频散谱曲线函数的系数值计算得到声速频散谱曲线上拐点的弛豫频率和声速值；根据不同气体、不同浓度下对应的拐点的弛豫频率和声速值的不同，确定所述待探测气体的气体组成成分。本发明提供的基于声速频散谱拐点的气体探测方法，提高了气体探测的准确率，增大了气体探测的探测范围。