基于ADMM算法优化的矩形网格隐式有限差分波动方程正演模拟

1

作者 王文化 文晓涛 +2 位作者 吴昊 杨吉鑫 匡胤 《地球物理学报》 北大核心 2025年第2期680-695,共16页

有限差分(FD)法广泛用于地震勘探领域的波动方程数值模拟.由于存在“饱和效应”,利用Taylor级数展开法(TE)计算高阶FD系数会在高频和粗网格条件下产生明显的数值频散.一般的常系数优化法能在较大波数区间取得更高的数值精度,但缺乏对中... 有限差分(FD)法广泛用于地震勘探领域的波动方程数值模拟.由于存在“饱和效应”,利用Taylor级数展开法(TE)计算高阶FD系数会在高频和粗网格条件下产生明显的数值频散.一般的常系数优化法能在较大波数区间取得更高的数值精度,但缺乏对中、低波数区间的误差约束;此外,它们大多沿单空间方向压制数值频散,因而无法缓解矩形网格模板的数值各向异性.本文基于隐式FD模板发展了一种多空间方向优化的波动方程正演模拟方法,以同时解决数值频散和数值各向异性问题.针对实用性更强的矩形网格单元,本文基于L_(1)范数建立目标函数并增加波传播角约束以减小数值各向异性,然后运用交替方向乘子法(ADMM)求解优化问题从而实现提高模拟精度的目的.理论误差曲线分析表明,相比传统TE方法和其他单向L_(1)范数、L_(2)范数、L_(∞)范数优化方法,本文基于L_(1)范数的多向优化方法在中、低波数区间具有最小的绝对误差,同时能更好的均衡各个方位角之间的误差分布.均匀介质、Marmousi-2地质模型的正演模拟算例均证明本文所提出的方法比其他三种优化方法在减小长时程测试下的误差积累方面更有优势. 展开更多

关键词 隐式有限差分 矩形网格 波动方程正演 常系数优化法 交替方向乘子法

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地基微波辐射计资料的等值线自动绘制方法 被引量：1

2

作者 潘旭光 王振会 +3 位作者 胡方超 牟凤军 安晶晶 郭伟 《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 CAS 2011年第2期137-140,共4页

在传统矩形网格法的基础上提出了一种思想简单但行之有效的地基微波辐射计资料等值线自动绘制方法.该方法可从单边完成等值线的搜索,避免了平滑处理;采用简便的方法标注等值线,使等值线绘制更加简单实用;给出了等值线的连接绘制在Delphi... 在传统矩形网格法的基础上提出了一种思想简单但行之有效的地基微波辐射计资料等值线自动绘制方法.该方法可从单边完成等值线的搜索,避免了平滑处理;采用简便的方法标注等值线,使等值线绘制更加简单实用;给出了等值线的连接绘制在Delphi7.0下的实现方式.该算法绘制的等值线的效果图表明其具有可操作性和实用性. 展开更多

关键词 地基微波辐射计 等值线 矩形网格法 DELPHI

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基于网格法的等值线绘制方法 被引量：37

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作者 宋丽娟 龚晓峰 钟猛 《现代电子技术》 2005年第14期65-67,共3页

等值线是一种形和数的统一,在许多领域是成果数据表示的重要图件之一。对工程应用中的等值线图的绘制方法进行了研究,常规的等值线绘制方法分为矩形网格法和不规则三角形网法2种,矩形网格法具有算法简单的优点。其绘制的步骤一般为:离... 等值线是一种形和数的统一,在许多领域是成果数据表示的重要图件之一。对工程应用中的等值线图的绘制方法进行了研究,常规的等值线绘制方法分为矩形网格法和不规则三角形网法2种,矩形网格法具有算法简单的优点。其绘制的步骤一般为:离散数据网格化、网格点数值化、等值点的计算、等值线的追踪、光滑和标记等值线。详细阐述了采用矩形网格法绘制的步骤及其计算机实现。采用Delphi开发了运用该法绘制等值线的软件,可应用于不同的操作平台,移植性好。 展开更多

关键词 等值线 格网法 距离加权插值 等值线追踪

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非均匀矩形网格的局部网格细化LBM算法研究 被引量：3

4

作者 安博 孟欣雨 +1 位作者 杨双骏 桑为民 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期2288-2296,共9页

传统的格子玻尔兹曼方法(LBM),特别是基于均匀正方形网格的经典单松弛计算模型(SLBM),其算法鲁棒性和数值稳定性较差,限制了LBM的发展和应用.而网格细化策略可以有效缓解这一窘境,但是传统LBM中网格细化必然会导致计算效率骤降,计算设... 传统的格子玻尔兹曼方法(LBM),特别是基于均匀正方形网格的经典单松弛计算模型(SLBM),其算法鲁棒性和数值稳定性较差,限制了LBM的发展和应用.而网格细化策略可以有效缓解这一窘境,但是传统LBM中网格细化必然会导致计算效率骤降,计算设备要求攀高.为了解决这一问题,文章基于非均匀矩形网格结构,结合插值LBM算法的思路,在保证物面处和流动变化剧烈区域的局部网格细化以及计算精度的前提下,提出了25点拉格朗日插值LBM算法.以经典顶盖驱动方腔内流为算例,开展了包括不同网格分辨率和插值格式的对比分析研究.验证算例既包括了定常流动的数值模拟,也涉及了非定常周期性流动的求解.计算结果表明,相较于其他插值格式,拉格朗日插值格式表现优异;文章局部网格细化工作可以确保物面处及流动变化剧烈区域流动细节的捕捉;数值模拟算法可以为数值仿真提供可信的计算结果;同时大幅降低了总网格数量.因此很大程度上提升了计算效率;数值模拟方法鲁棒性较好,适用于包括定常和非定常流动的数值模拟. 展开更多

关键词 非均匀矩形网格 格子玻尔兹曼方法 25点拉格朗日插值 计算效率和精度

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登陆艇光学对中方法及LED引导光源设计 被引量：1

5

作者 刘典宏 张晓晖 张爽 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期207-213,共7页

设计了基于引导光源颜色/相对位置的登陆艇光学对中方法,登陆艇驾驶员通过不同颜色引导光源间的相对位置判断其是否偏航以及偏航的程度,从而提高登陆艇快速入舱的精度和安全.引导光源以横纵向90°视场角的光束对最远200m海面进行均... 设计了基于引导光源颜色/相对位置的登陆艇光学对中方法,登陆艇驾驶员通过不同颜色引导光源间的相对位置判断其是否偏航以及偏航的程度,从而提高登陆艇快速入舱的精度和安全.引导光源以横纵向90°视场角的光束对最远200m海面进行均匀照明,采用CREE XPE型号的LED,通过改进的网格映射法设计自由曲面透镜以获得要求的矩形照明光场,仿真与实验结果表明,所设计的LED引导光源可以满足登陆艇光学对中系统的照明要求. 展开更多

关键词 登陆艇 对中 引导光源 矩形照明 网格映射法 LED

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矿区地形三维建模研究

6

作者 周智勇 陈建宏 +1 位作者 刘霁 杨立兵 《矿业工程研究》 2009年第1期68-71,共4页

在矿床建模中,为给岩性建模及品位建模提供边界检测,区分空气块和实体块,必须精确建立矿区地形模型.针对传统地形建模插值算法不能如实反映地表真实自然形态的缺陷.论文引入了基于分形维数的表面插值算法——改进的中点移位法,对于某矿... 在矿床建模中,为给岩性建模及品位建模提供边界检测,区分空气块和实体块,必须精确建立矿区地形模型.针对传统地形建模插值算法不能如实反映地表真实自然形态的缺陷.论文引入了基于分形维数的表面插值算法——改进的中点移位法,对于某矿山原始采样数据进行了细分内插计算.利用矩形网格法绘制了该矿山地形等值线,并建立了该矿区的地形三维模型.结果表明:改进的中点移位法,提高了细分过程的平稳性,使整体形状容易控制;采用矩形网格法绘制地形等值线,其算法简单,容易实现,效果较好. 展开更多

关键词 三维地形建模 改进中点移位法 分形插值算法 矩形网格法

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基于矩形有限元离散泊松方程的二重网格法研究

7

作者 韩冰冰 《安阳师范学院学报》 2021年第5期5-8,共4页

采用矩形有限元方法离散泊松方程,形成粗网格和细网格,对粗网格精确求解,然后采用三次样条插值为细层提供初始值,构造出一类求解二维泊松方程的瀑布型二重网格法,并结合数值实验讨论不同粗细网格情况下算法的计算效率。结果表明,只需要... 采用矩形有限元方法离散泊松方程,形成粗网格和细网格,对粗网格精确求解,然后采用三次样条插值为细层提供初始值,构造出一类求解二维泊松方程的瀑布型二重网格法,并结合数值实验讨论不同粗细网格情况下算法的计算效率。结果表明,只需要使用节点较少的粗网格插值算子、磨光算子就能有效求出节点较多细网格上的数值解,改进的算法耗时更短。 展开更多

关键词 瀑布型二重网格法 矩形有限元法 泊松方程 三次样条插值

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高程数据网格间距对重力中区地形改正精度的影响 被引量：13

8

作者 张俊 张宝松 +1 位作者 邸兵叶 殷启春 《物探与化探》 CAS CSCD 2014年第1期157-161,共5页

为了解高程数据网格间距对表面积分法、直立长方体法和平均高程直立长方体法计算的中区地形改正值精度的影响，笔者选择某地区450个测点，并使用不同网格间距高程数据计算中区地改值，通过对比发现表面积分法计算精度受高程数据网格间... 为了解高程数据网格间距对表面积分法、直立长方体法和平均高程直立长方体法计算的中区地形改正值精度的影响，笔者选择某地区450个测点，并使用不同网格间距高程数据计算中区地改值，通过对比发现表面积分法计算精度受高程数据网格间距影响较小，而直立长方体法反之。然后将中区地改50～2000 m分为10个区间段进行计算，通过统计得出误差的45％和30％左右都分布在50～200 m和200～500 m段，因此提出提高中区地形改正精度必须提高50～200 m和200～500 m内高程数据网格密度。 展开更多

关键词 中区地改 DEM网格间距 表面积分法 直立长方体法 平均高程法

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圆柱坐标系下非稳态导热问题改进数值求解方法 被引量：4

9

作者 任玉鸿 《当代化工》 CAS 2015年第7期1634-1637,共4页

针对圆柱坐标系下的非稳态导热问题,通常采用集总参数法和格林函数法,但其具有一定的局限性。为提高求解精度和广度,将圆柱坐标系下的导热方程转化为类直角坐标系下的导热方程,采用有限容积法(FVM)求解计算区域内的温度场,通过加密网格... 针对圆柱坐标系下的非稳态导热问题,通常采用集总参数法和格林函数法,但其具有一定的局限性。为提高求解精度和广度,将圆柱坐标系下的导热方程转化为类直角坐标系下的导热方程,采用有限容积法(FVM)求解计算区域内的温度场,通过加密网格确定网格无关解,并与两种坐标系下求出的温度对比。计算结果表明,类直角坐标系下得出的温度分布更符合实际情况。 展开更多

关键词 有限容积法 非稳态导热 类直角坐标 网格无关解

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基于有限元模型的改造多格矩形水池底板内力计算分析

10

作者 马梓涵 王强 《工程建设与设计》 2023年第7期16-19,共4页

结合工程实例,对加隔墙改造前后的现状多格水池构筑物进行了基于Winkler假设有限元建模分析,将底板内力计算结果与工程设计计算中的净反力直线分布假设的计算结果对比。针对上述成果,分析了两种假设计算的优缺点,给出了改造前后不利工... 结合工程实例,对加隔墙改造前后的现状多格水池构筑物进行了基于Winkler假设有限元建模分析,将底板内力计算结果与工程设计计算中的净反力直线分布假设的计算结果对比。针对上述成果,分析了两种假设计算的优缺点,给出了改造前后不利工况下弯矩包络结果。 展开更多

关键词 多格水池 有限元方法 筏型底板 WINKLER地基模型

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高矩形度低损耗梯形SAW滤波器设计

11

作者 张昆 王红亮 《压电与声光》 北大核心 2024年第6期878-883,共6页

为了确保5G时代不同物联网设备之间中频波段频谱隔离,设计了一款基于瑞利波模式的高矩形度、低损耗梯形声表面波(SAW)滤波器。该滤波器采用Al电极,压电材料为128°YX-LiNbO_(3)。为实现低损耗的设计要求,通过有限元法仿真分析了电... 为了确保5G时代不同物联网设备之间中频波段频谱隔离,设计了一款基于瑞利波模式的高矩形度、低损耗梯形声表面波(SAW)滤波器。该滤波器采用Al电极,压电材料为128°YX-LiNbO_(3)。为实现低损耗的设计要求,通过有限元法仿真分析了电极厚度、占空比、孔径和反射栅对谐振器性能的影响。同时,为了抑制通带内杂散,采用了一种非标准短路栅结构。为改善普通拓扑结构滤波器通带两侧的波纹问题,设计了一种新型镜像拓扑结构,通过减小滤波器的电容比(C_(0p)/C_(0s))达到实现高矩形度的设计目标。最终设计出一款中心频率315.03 MHz,-3 dB带宽11.62 MHz,最小插入损耗0.758 dB,带外抑制35.931 dB,矩形系数1.30的六阶梯形SAW滤波器。 展开更多

关键词 高矩形度 低损耗 有限元法 非标准短路栅 电容比 梯形SAW滤波器

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基于I-Kriging-PSO的结构可靠性分析方法

12

作者 张显巍 王林军 +2 位作者 吴海华 李家豪 佘爱青 《三峡大学学报(自然科学版)》 2026年第2期105-112,共8页

在机械产品的结构可靠性分析中,许多问题具有黑箱特点.为了探索黑箱问题的分析效率与精度,本文提出一种新的基于主动学习Kriging模型和粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)的可靠性分析方法.为进一步提高Kriging代理模型... 在机械产品的结构可靠性分析中,许多问题具有黑箱特点.为了探索黑箱问题的分析效率与精度,本文提出一种新的基于主动学习Kriging模型和粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)的可靠性分析方法.为进一步提高Kriging代理模型在构建过程中的效率和精准度,提出一种改进矩形网格抽样法(improved rectangular grid sampling method,IRGS)和改进U学习函数(improved learning function U,IU).首先,IRGS抽样法可以提高采样效率和降低信息丢失的可能性;其次,IU学习函数选择的样本点接近极限状态曲面;最后,两者结合可以减少真实功能函数的调用次数,加快Kriging代理模型的收敛过程,提高可靠性计算效率,且一定程度上提升计算精度.通过3个算例表明,与原始的PSO-Kriging方法相比,改进方法(I-Kriging-PSO)不仅使精度提高,而且使函数调用次数降低,对于实际工程问题具有较强的应用前景. 展开更多

关键词 粒子群算法 Kriging模型 改进矩形网格抽样法(IRGS) 改进U学习函数 可靠性分析

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