基于行波分离和角度域衰减的地震波叠前逆时成像条件

为提高陡倾角复杂构造区地震波逆时成像质量,提出一种逆时偏移成像条件.以二维模型为例,采用波印廷矢量实现方向行波的波场分离和地层反射角度的计算,将炮点和检波点的上行波场和下行波场、左行波场和右行波场两两作互相关计算,去除形成逆时偏移噪声的分量,同时将反射角度的余弦函数作为权函数引入互相关逆时成像条件中,进一步实现角度域逆时噪声的衰减.研究表明,炮点和检波点相反传播方向波场的互相关计算是形成偏移噪声的主要原因,相同传播方向的行波波场两两作互相关成像并组合叠加,可以在有效压制偏移噪声的同时,保持对陡倾角和水平界面的成像能力,再在角度域实现逆时噪声衰减,进一步提高逆时成像质量,实际地震资料验证了方法的有效性.所提的逆时成像条件可为复杂构造区高精度逆时成像提供重要的方法指导.     

波动方程深度偏移的局部裂步Fourier传播算子

针对裂步Fourier传播算子在速度强横向变化介质中的不足,将算子的框架展开方法应用于Fourier传播算子中的相移算子,提出了一种波场传播的局部裂步Fourier传播算子,并把它应用于波动方程叠前深度偏移成像.这个局部裂步Fourier传播算子是由相空间(空间-波数)-频率域的相移算子和空间-频率域的窗口时移算子两部分组成.与波数-频率域的空间全局性相移算子不同,相空间-频率域的相移算子具有很好的空间局部性.通过在国际标准的SEG-EAGE二维盐丘模型的波动方程叠前深度偏移成像数值试验,证明局部Fourier传播算子不仅具有很好的稳定性,而且还特别适用于速度强横向变化介质.     

地震波传播路径追踪的波动方程方法

在地震勘探的地震波传播研究中,波场传播路径追踪是一项重要研究内容,通常采用射线理论追踪地震波传播路径.提出一种波动方程波场传播路径追踪方法,首先利用窗口Fourier框架展开技术对源点和目标点的波场进行角度分解,并计算它们的方向照明,然后利用角度相干技术获取源点和目标点间的波场传播路径.该方法可以有效考虑地下非均匀介质对地震波场传播的聚焦与散焦作用.     

井间地震波场数值模拟和弹性波逆时偏移*

该文利用时域有限差分法数值模拟了井间地震波场,探讨了井间地震弹性波逆时偏移成像的若干问题。基于多层地层模型,根据数值模拟的人工合成阵列信号,对比了3种不同成像条件下井间地震逆时偏移的结果,并对不同倾角的狭缝模型进行逆时偏移成像。通过对不同成像条件的对比,发现震源归一化成像条件能够对检波器一端的地质结构成像进行增强。由于纵波和横波在折射过程中的相互转换,利用这种透射转换波和反射波,对于任意倾角的狭缝都可获得清晰的弹性波逆时偏移结果。特别是对于夹角为90°的垂直狭缝模型,如果仅提取反射波只能获得狭缝两端点的成像结果,而保留下纵波和横波在透射狭缝时产生的转换波可应用于高倾角反射体的偏移成像。     

反射声波成像测井的有限元模拟

应用有限元法对新兴的反射声波成像测井进行了数值模拟研究，计算了井旁附近存在不同倾角声阻抗不连续界面对声波的反射，使用的井内激励源为幅度加权相控线阵声波辐射器。从计算出的声全波波形上可以清楚地看到沿井壁传播的折射波和来自井旁界面的反射纵波。应用偏移叠加等数据处理技术对数值模拟波形进行了处理，从偏移剖面上反演出的反射界面的尺寸、位置和倾角等几何特性与数值模拟输入参数基本一致。     

裂缝性地层黏弹性地震多波波动方程

裂缝检测是目前国内外石油勘探界研究的一个热点问题，如何确定裂缝方位等参数是石油公司面临的难题，而解决该难题就要确定裂缝方位等参数与地震波场传播之间的定量关系.但是目前所采用的裂缝性地层介质模型不能完全定量地反映裂缝的方位特征和衰减特征.针对该问题，建立了具有任意裂缝方位的裂缝性地层介质模型；并构造了时间增量的方法，将非线性的卷积积分采用近似的方法实现，建立了以位移场表示的具有任意方位角的黏弹性方位各向异性介质的波动方程.该波动方程定量地给出了黏弹性波场特征与裂缝走向的关系，描述了黏弹性地震波在这种介质中的 关键词： 裂缝 各向异性 黏弹性 波动方程     

斜入射非线性电离层Langmuir扰动的电磁波传播特性

基于广义Zakharov模型,结合斜入射等离子体的时域有限差分(FDTD)方法与双流体力学方程,通过由二维麦克斯韦方程等价转换的一维麦克斯韦方程,与等离子体流体力学方程建立了一个电磁波以不同角度入射电离层传播的数值模型.分析推导出TE_z波在斜入射非线性电离层等离子体的支配方程,然后推导了适用于计算电离层电磁波传播特性的FDTD算法.通过仿真来证明该方法在较小倾角下,电磁波对电离层加热形成Langmuir扰动及其传播特性的准确性和有效性.结果表明,在小角度入射下,大功率高频电磁波在电离层等离子体中的O波反射点附近激发出了Langmuir波,同时波粒相互作用导致O波转换为Z波并向电离层更高区域传播.本文进一步研究了基于电离层等离子体的电磁波传播特性,为全面深入分析电离层Langmuir扰动对电离层电波传播特性影响奠定数值算法的基础.     

裂缝诱导TTI双孔隙介质的纵波偏移成像研究

将交错网格高阶有限差分纵横波分离的方法与逆时偏移成像方法相结合,给出了基于裂缝诱导TTI双孔隙介质模型的纵波逆时偏移成像算法,并对二维水平层状模型的数据进行偏移成像.结果表明,对于裂缝诱导TTI双孔隙介质模型,常规的基于各向同性背景孔隙岩石速度的偏移方法会导致成像结果出现过偏移现象.为研究裂缝参数对过偏移程度的影响,利用Christoffel方程,对裂缝诱导TTI双孔隙介质模型中的相速度公式进行了推导,并在此基础上,分析了裂缝角度和密度参数对介质纵波相速度及成像位置的影响.结果表明,在二维情况下,裂缝极化角增大会减小成像速度与真实速度之间的误差,从而使得成像结果逐渐接近储层的真实位置;而裂缝密度的增大则使得速度误差增大,导致成像结果与真实模型的偏差越来越大.     

相位光栅分离双波长宽角度光线的理论分析

使用衍射光栅的分色分光方式一般以平行光入射情况为讨论基础,对于非平行光入射的情况讨论较少.本文基于菲涅尔衍射理论和角谱理论,将球面波与平面波的衍射波场联系起来,从而在传播函数中引入角度参量,结合分数泰伯效应的理论基础,推导出双波长宽角度入射光线经相位光栅衍射后的波场分布函数,并对推导出的函数进行数值模拟,得到像面不同位置衍射波场分布.与平行光入射时的标准波场分布相比较,得到宽角度入射时的衍射波场的横向展宽量和偏移量.通过调节光栅台阶的宽度,改变衍射场的展宽和偏移,使各个单一波长的衍射波场宽度小于光栅周期的一半,从而减少双波长光衍射波场的混叠.同时本文给出波场宽度与光栅台阶宽度的变化关系,选取光栅面上多个位置作为台阶宽度的计算点,并对整个光栅的台阶宽度进行曲线拟合,得到可以使双波长宽角度入射光实现良好空间分离的光栅参量.该结果可用于各类宽角度入射光线的光谱分离场合,如双波长成像、液晶显示和液晶投影等.     

深海直达波区卷积神经网络测距方法

深海声场通常可以看作不同掠射角的多途声线在接收器处的叠加,其中经海底反射的声线携带与海底参数有关的声场特征。利用深度卷积神经网络分别学习垂直阵声压域(CNN-Field)和垂直阵波束域(CNN-CBF)特征的方法被用来估计直达波区声源距离。该方法首先对仿真直达波区声场数据做预处理,然后将声压域和波束域的声场数据分别作为训练集训练深度卷积神经网络模型,最后输入测试集数据到训练完成的模型中估计声源距离.实测环境参数的仿真实验表明CNN-Field方法在不同海底参数的测试集下测距结果差异较大,CNN-CBF方法差异较小,而且在16阵元10 m等间距垂直阵的阵元域信噪比大于0dB时估计准确率可以达到97%.海试数据处理结果表明CNN-CBF方法的直达波区内测距准确率高于CNN-Field,在距离10 km以内的平均准确率可以达到93.16%.      

裂缝诱导TTI双孔隙介质波场传播特征

本文在考虑油藏内流体影响的基础上, 进一步讨论了裂缝诱导各向异性的极化角和方位角的影响, 对裂缝诱导TTI (tilted transverse isotropy)双孔隙介质模型进行了研究. 在裂缝诱导HTI (horizontal transverse isotropy)双孔隙介质理论的基础上, 用Bond变换推导了裂缝诱导TTI双孔隙介质的柔度系数矩阵和耗散系数矩阵, 从而建立了介质的一阶速度应力方程. 采用交错网格高阶有限差分法及PML边界条件, 对xoz平面内的2.5维矢量波动方程进行了数值模拟. 结果表明,裂缝的极化角和方位角的存在都会导致横波分裂, 而在双层裂缝诱导TTI双孔隙介质模型的分界面上,又会产生转换波的分裂和横波的再分裂现象, 这就增加了波场的复杂性, 从而为进一步研究实际地球介质的地震波场传播特征奠定了基础. 关键词： 裂缝诱导TTI 双孔隙 裂缝极化角 裂缝方位角     

剪切波对HIFU经颅聚焦形成温度场影响的数值仿真研究

在高强度聚焦超声经颅治疗时,既有纵波又有剪切波,为了保障该治疗方法的安全有效性,有必要分析剪切波对HIFU治疗温度场的影响。该文基于人体头颅CT数据和曲率半径为150 mm的256阵元的半球相控换能器建立三维高强度聚焦超声经颅声波传播模型,利用时域有限差分法结合Westervelt声波非线性传播方程、动量方程、质量守恒方程和Pennes生物热传导方程数值仿真其形成温度场,研究在相同输入功率、不同聚焦角度条件下对应阵元数进行激励时,剪切波对换能器形成温度场的影响。结果表明,随换能器聚焦角度减小,在几何焦点处形成的焦域面积逐渐增大,考虑剪切波形成的温度场达到65?C所需时间逐渐延长,焦点前移程度越大;在相同聚焦角度条件下,考虑剪切波的温度场达到65?C所需时间更短,旁瓣更少,在颅骨处的温度更高,对焦点前移几乎没有影响;随换能器聚焦角度减小,考虑剪切波的模型形成的焦域面积变化范围更大;幂指数函数形式对不同聚焦角度下焦域面积大小的拟合优度高,可预测不同聚焦角度换能器形成的焦域面积。     

内外锥折射锥顶角的研究

利用光波面和光波法线面的曲线方程,得出了光波面上光轴角和光线轴角的表达式。以此为基础,借助内锥折射和外锥折射的性质及对应光波面上的位置关系,推导了内锥折射锥顶角和外锥折射锥顶角的表达式。并以堇青石和黄玉为例给出了具体的锥顶角数值大小,分析了锥顶角很小的原因。     

两种求铅球最佳出手角的方法比较

本文提出了利用运动叠加原理分析铅球最佳出手角的简便方法,与传统方法就两种不同情形下求解最佳出手角进行了对比,说明了叠加原理法的简洁性．同时通过对两组理论数据的对比,说明分析铅球最佳出手角可将出手高度视为独立变量．     

皮尔斯电子枪非迭代综合法的修正

 对Tiwary非迭代综合法进行了整理分析，根据阴极半锥角大小的不同范围对其计算公式做出了相应修正，使得计算结果与Vaughan迭代综合法的计算结果相吻合，二者之间相差可以实现小于1°；对阳极半径公式也做了合理的修正，使阳极与阴极之间的间隙及电子枪射程的计算精度也与迭代综合法相当。采用非迭代法的修正方法计算精度受阴极半锥角大小的影响大大减小，扩大了其应用范围。     

考虑空气阻力时铅球最佳投掷角的参数方程和实用方程

指出了一些文章在讨论有空气阻力作用时关于球类运动的微分方程中存在的问题,得出了空气阻力与速度平方成正比时的微分方程及近似解,计算了最佳投掷角的参数方程,还导出了空气阻力与速度成正比时铅球最佳投掷角的实用方程.     

基于扩散滤波的多尺度分解和重构方法及应用初探

从各向异性PM方程出发,推导多维扩散滤波微分方程的离散格式及其稳定性条件,首次构建基于扩散滤波的多尺度分解和重构方法,给出两种具体实施方案及其关键步骤.地震资料应用表明,所提方法分解和重构信号的过程合理可靠,其中方案①的2D傅里叶波数谱能量随尺度的增加而远离谱中心点,其残差信号表现为高波数信号,在随机噪声压制中取得了较好的效果;方案②的2D傅里叶波数谱能量随尺度的增加而靠近谱中心点,其残差信号表现为低波数信号,在低频逆时噪声压制中取得了较好的效果.所提方法计算过程简单易实现,对于信号处理提供了一种多尺度分解和重构方法,在地震信号处理领域具有较高的应用价值.