双相各向异性随机介质伪谱法地震波场特征分析

各向异性、双相孔隙以及非均匀性是描述油气储层时应综合考虑的. 结合随机介质理论和双相介质模型建立了双相各向异性随机介质模型,采用伪谱法模拟了双相各向异性随机介质地震波场,结果表明：双相各向异性随机介质地震波场存在散射波、旅行时扰动等复杂的波场特征,这些特征强烈依赖于随机介质模型参数. 在大非均匀空间尺度下,非均匀幅度主要影响波的旅行时扰动;在小非均匀空间尺度下,非均匀幅度主要影响波的散射. 该研究使人们有可能在统计意义下反演油气储层的非均匀特征,有益于加深对地震波在油气储层中传播规律的认识. 关键词： 双相各向异性 随机介质 伪谱法 地震波     

双相各向同性介质BISQ模型弹性波方程数值模拟方法

本文从Taylor级数展开式出发,推导出了交错网格一阶空间导数的任意偶数阶精度展开式和相应差分系数计算式;从本构方程和运动方程推导出了BISQ模型双相介质一阶双曲型应力-速度弹性波方程交错网格任意偶数阶精度差分格式以及推导出二维双相各向同性介质完全吸收层边界条件公式和相应的高阶交错网格差分格式。通过数值模拟研究表明,该方法边界吸收效果好,稳定性好,能够高精度模拟双相介质中地震弹性波场,且计算效率也高。     

电磁波在横向分层不均匀介质上的反射与透射的解析研究

对平面电磁波入射到横向分层不均匀介质上时的情形，麦克斯韦方程组可简化成马丢（Ｍａｔｈｉｅｕ）方程和希尔（Ｈｉｌ）方程，据此可获得透射波和反射波场的解析表达式。从所获得的解我们得知，介质的非均匀性可改变入射波的强度分布和偏振状态，这种改变取决于多种因素，比如介质非均匀的具体形式，入射波的入射和偏振方向等；反射波的强度分布可被也可不被改变，取决于波和介质的参数     

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.     

多网格谱元法及其在高性能计算中的应用*

针对传统谱元法在每个单元内只能存在单一均匀介质,应用在复杂非均匀介质的波传播模拟中可能造成极大计算规模的问题,发展了多网格谱元法。该方法在谱元法单元内引入独立的辅助网格,用于精细描述单元内的介质和外力分布变化,在较稀疏的主网格上进行波场的求解。基于声波和弹性波方程推导了多网格谱元法公式,并对几种典型模型进行了波场的数值模拟。与传统谱元法的对比结果表明,此算法在复杂非均匀介质的弹性波传播模拟中可以利用较少的网格点数达到不低于传统算法的精度。此外,实现了并行化的多网格谱元法,获得了较好的并行效率。     

用耦合波理论求解渐变折射率光纤的传播常数和模式场

本文应用耦合波理论来计算任意渐变折射李光纤的传播常数和模场分布.将无限伸展的抛物型折射率分布光纤作为一个理想波导,任意径向不均匀折射率分布光纤便可以视作该理想波导的微扰,其模场可以展开成一组完备的理想波导模的叠加.然后,模场和传播常数可以通过耦合波方程求得.进一步将一阶微分方程组形式的耦合波方程变换成线性方程组,使计算过程大大简化.文中给出了数值计算结果,并将其与准确值进行了比较.     

分层有耗手征介质中斜入射电磁波的传播矩阵

根据相位匹配条件,推导了平面电磁波斜入射情形下分层有耗手征介质中本征波复数波矢量的实部和虚部,二者方向不同使得在介质中传播的本征波为非均匀平面波.然后通过波矢量实部确定了介质中本征波的折射角.最后根据边界条件和本征波场方程给出了分层有耗手征介质中斜入射电磁波的传播矩阵,该传播矩阵可用于解析分析任意入射角情形下分层手征介质的反射透射和电波传播特性.     

非均匀交换各向异性铁磁介质的非线性表面自旋波

利用Landau-Lifshitz 方程，研究了具有非均匀交换各向异性的半无限大铁磁体的非线性表 面自旋波理论。导出了部分钉扎纯交换铁磁介质的磁化强度所满足的边界条件和非线性表面 自旋波的色散关系，并获得了自旋波振幅沿z方向驻波的一维非线性Schrdinger方程和包 络振幅沿平面传播的二维非线性Schrdinger方程，结果表明铁磁体磁化强度的包络振幅随时空变化的性质是由二维非线性Schrdinger方程决定的。因此预言铁磁介质的表面非线性激发应是二维孤波的形式。对于弱非线性表面自旋波，对非线性Schrdinger方程存在孤子形式解的可能性作了讨论. 关键词： 表面自旋波 Landau-Lifshitz方程 非线性Schrdinger方程 孤子     

全反射时波场与能流的时空特性

本文分析了全反射时两种介质中的波场(E、H)和坡印亭矢量(S)的时间行为和空间行为,定量说明了两种介质的瞬态能量交换和能量守恒,阐述了倏逝波(Evanescent wave)的某些性质,这对于建立全反射过程清晰而较完整的物理图象是有益的.倏逝波是非均匀波(Inhomogeneous wave)的一个典型例子,而在单色平面波入射的情况下入射介质中的波场又是一种典型的干涉场,故本文的分析对于理解一股普物教本中很少提及的非均匀波的行为及干涉场中能流的性质也是有帮助的.一、介质1中波场与能流的时空特性 任意单色乎面波可以看成8态(TE波)与p态(*M波)的组合.…     

二维随机介质中柱面波传播及其局域性的随机泛函分析

分析了二维各向同性均匀随机介质中柱面波的传播特性及局域化现象.用随机泛函理论,在频域内将随机介电起伏展开成柱坐标系下的Wiener积分式,将波场表示为内外行柱面波的线性和,求解二维Helmholtz波动方程,得到随机介电起伏对柱面波幅度与相位调制的解析表达.由柱面波能量的空间分布验证了波的局域化现象,并求解局域化长度.二维随机介质中平面波按柱面波展开的波转换方程与非随机介质中的情形有相似的表达,但具有随机介电起伏对幅度和相位的调制,并给出数值模拟结果.     

Scholte波与含泥沙两相流介质属性关系的分析及仿真验证

基于四种超声悬浮液模型Urick, Urick-Ament, HT, Mcclements分析了Scholte波在两相流体与多孔介质固体界面处的传播特性. 结合各模型的复波数表达式建立含泥沙流体-多孔介质固体界面波特征方程, 分析了Scholte波速与两相流体积含量、粒径等介质属性的关系. 通过仿真实验获得界面波信号, 运用时延估计获得Scholte波速与泥沙含量、粒径的关系, 发现所得的波速与Urick-Ament和HT理论有相对好的一致性. 关键词： Scholte波 两相流体 多孔介质 泥沙含量     

Electromigration revisited: competition between Kirkendall shift and backstress in pure metals and two-phase alloys

The simple phenomenological model and analytical approach of electromigration in the two-phase alloy (solder) under combined influence of the Kirkendall effect, backstress and sedimentation is presented. It is compared with electromigration in pure metal under condition of quasi-equilibrium vacancies (unlimited power of vacancy sinks-sources) and electromigration in pure metal with account of nonequilibrium vacancies.     

空隙波的传播与两相流相态非均质性研究

以每秒高达30000次的采集频率,应用电导探针测量气液两相流中空隙波的传播,对探针信号进行多尺度分析和频谱分析获得空隙波的波速,发现空隙波具有不同的波速并在稳定性曲线所包覆的拇指型区域内呈离散分布,甚至可逾越稳定性曲线。应用高速数字摄像对两相流的相态结构进行了观测,发现空隙波波速的多样性和随机的不稳定性根源于气液两相流复杂的细观非均质形态。     

导电介质中电磁波相移常数与振幅衰减常数的方向关系的讨论

对文献上给出的非均匀电磁波在同一均匀导电介质中传播时,电磁波的相移常数和振幅衰减常数方向之间满足定量关系的结论,重新进行了分析和推导,利用电磁波在导电介质界面的边界条件,给出了两种情况下的相移常数和振幅衰减常数的表达式,以及它们与界面法线的夹角正弦的表达式.结果表明,在同一均匀导电介质中,非均匀电磁波的相移常数的方向和振幅衰减常数的方向之间一般不满足定量关系.     

近简并四波混频相位共轭介质中的光强分布

从求解耦合波方程出发，详细研究了非线性光学介质中由近简并四波混频所产生的相位共轭过程。以上述波方程的解为基础，给出作为混频结果的反射传播相位共轭波沿介质轴向的光强分布，得到比以往文献中所报道的更为精确的结果，从而为选择工作物质的最佳尺寸提供了理论依据。     

Peculiarities of Acoustic Wave Reflection from a Boundary or Layer of a Two-Phase Medium

A mathematical model is presented for determining the oblique incidence of an acoustic wave at both a boundary and layer of a gas–drop mixture or a bubbly liquid of finite thickness. The basic wave reflection and transmission patterns are established for the incidence of a low-frequency acoustic wave at an interface between a pure gas and a gas–drop mixture, as well as between a pure and bubbly liquid. A range of varying volume fractions for a drop is determined, for which the zero value of the reflection coefficient is possible for low frequencies at oblique incidence. It is shown that the reflection coefficient will never be zero at angles of incidence above 24.5° from a gas–drop mixture at a pure gas boundary; however, when a wave is incident from a pure gas at a gas–drop mixture boundary, a zero reflection coefficient is possible for nonzero angles of incidence and the volume fraction of inclusions. The results of calculating reflection of an acoustic wave from a two-phase layer of a medium with a finite thickness are presented. It is established that the minimum reflection coefficient is possible depending on the perturbation frequency for a certain range of angles of incidence for the boundary or the layer of the gas–drop mixture, which is governed mainly by difference in densities between it and the pure gas.     

非旋波耦合条件下微波控制的光学双稳与多稳

研究了在非旋波耦合条件下微波场建立的原子相干对光学双稳与多稳的控制.通过改变微波场的初始相位,可以有效地控制双稳与多稳的存在与否、迟滞环宽度和阈值强度的高低.旋波和非旋波耦合在物理上可视为双色激发,耦合的能级分裂成无穷多个子能级,原来的裸态跃迁变成无穷多个不同频率的跃迁.这些跃迁的相干叠加决定了介质的非线性吸收与色散,相干叠加的结果取决于微波场的相位. 关键词： 原子相干 非旋波耦合 光学双稳与多稳 相位控制     

双倒易边界元拓展于模拟生物组织中热波传播问题

1前言双倒易边界元是一个新发展的纯边界积分数值方法＊，乞今在热波传播问题的应用尚未见到报导。对热波在工程材料中传播的反射和衰减特性已作过一些研究，但它们均局限在快速温度变化及极低温情形．生物组织热波传播问题的研究则尚未见到报导。我们曾用有限差分法考察过一维情况下热波在不同时刻下的演化情况，算例中波形存在锯齿这是由于有限差分误差所致．热波问题的数值模拟，需要对热波及其分解、叠加和反射能进行准确定位与精确捕获。在已发表的有限差分泡括采用了TVD高精度算法）数值解中报道了热波前沿存在严重的数值脉动。边界…     

Investigation of Boiling of Refrigeration Medium Under Periodic Disturbance Conditions

Abstract

Experimental investigations of boiling in flow of a refrigeration medium under disturbances typically occurring in refrigeration units are conducted. The development and decay of boiling is stimulated by periodic changes of mass flux density in the coil tube. It is confirmed that the two-phase systems exhibit wave properties and the disturbances generated in the system propagate with finite velocities. An experiment-based correlation to describe the disturbance propagation velocity during the development and decay of boiling in the coil tube is elaborated. The investigations are carried out for an environment-friendly refrigerant R404A supplied under pressure to the heat exchanger.     

气液两相流压力波色散特性实验研究

设计了可调频式压力扰动源的气液两相流压力波实验装置,实验研究了垂直上升管内气液两相流泡状流、弹状流压力波的色散规律。实验结果表明,对泡状流,在实验范围内,压力波的传播速度及其衰减跟扰动频率有关,随着扰动频率的增加,波速及其衰减都增加;工质的流速对压力波的色散特性没有影响。结合数值模拟结果,验证了泡状流压力波色散特性的临界频率现象,即高于临界频率,压力波色散特性消失,本文分析了相应的物理机制。对弹状流,压力波同样具有典型的色散特性,已有研究结果还不能预测其色散规律。