基于深度学习的瞬变电磁场拟地震波场提取技术与应用

1

作者 薛俊杰 周楠楠 +3 位作者 常江浩 余传涛 鲁凯亮 范克睿 《地球物理学报》 北大核心 2025年第8期3282-3290,共9页

通过积分变换,可将满足扩散方程的瞬变电磁场转换成虚拟波场.传统的波场转换方法对正则化因子依赖性较强,导致计算结果稳定性差.为了克服正则化因子的干扰,本文提出采用深度学习的方法将瞬变电磁场转换到虚拟波场.首先分别计算相同电阻... 通过积分变换,可将满足扩散方程的瞬变电磁场转换成虚拟波场.传统的波场转换方法对正则化因子依赖性较强,导致计算结果稳定性差.为了克服正则化因子的干扰,本文提出采用深度学习的方法将瞬变电磁场转换到虚拟波场.首先分别计算相同电阻率模型下的瞬变电磁场和拟地震波场,构建训练集与对应的标签.然后设计复合型神经网络C-Unet,相比于传统的Unet,该网络进一步提升了模型特征的学习能力.模型测试结果表明,C-Unet在迭代误差和预测结果精度均优于Unet网络.最后利用实测数据进一步验证了本文提出的方法的有效性. 展开更多

关键词 波场转换 深度学习 卷积神经网络 瞬变电磁场 虚拟波场

在线阅读 下载PDF 职称材料

电磁波极化转换虚拟仿真实验教学探究 被引量：2

2

作者 司黎明 徐浩阳 +1 位作者 薛正辉 丁军 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第4期104-108,113,共6页

利用全波电磁仿真软件(CST)对电磁波极化转换进行虚拟仿真实验教学。相较于传统的双折射率各向异性材料电磁波极化转换器,基于超表面的电磁波极化转换器具有设计灵活、厚度薄和带宽宽等优点。通过系统介绍电磁波极化转换原理、超表面单... 利用全波电磁仿真软件(CST)对电磁波极化转换进行虚拟仿真实验教学。相较于传统的双折射率各向异性材料电磁波极化转换器,基于超表面的电磁波极化转换器具有设计灵活、厚度薄和带宽宽等优点。通过系统介绍电磁波极化转换原理、超表面单元与阵列设计、电磁波极化转换中电场与电流分布,使得学生能够形象直观理解电磁波极化的概念,掌握电磁全波仿真的基本方法与流程。 展开更多

关键词 电磁场与电磁波 极化转换 超表面 虚拟仿真

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于MATLAB的“电磁场与电磁波”虚拟仿真实验设计 被引量：1

3

作者 武锦龙 《现代信息科技》 2024年第14期194-198,共5页

针对“电磁场与电磁波”课程中存在对数学思维、空间思维要求较高等问题,将MATLAB软件引入到实验设计环节,能够将课程理论知识点具象化,并与实际电磁现象进行联动;针对课程中矢量分析、电磁场的基本规律、电磁波的传播等知识点进行MATLA... 针对“电磁场与电磁波”课程中存在对数学思维、空间思维要求较高等问题,将MATLAB软件引入到实验设计环节,能够将课程理论知识点具象化,并与实际电磁现象进行联动;针对课程中矢量分析、电磁场的基本规律、电磁波的传播等知识点进行MATLAB软件数学建模,实现系统化虚拟仿真实验设计;通过对实验结果的动态展示能够有效降低学生对麦克斯韦方程组等知识点的理解难度,在有效提升学生学习兴趣的同时锻炼了其动手编程能力,最终提高了实验教学的质量,对课程建设和实践具有重要意义。 展开更多

关键词 电磁场与电磁波 虚拟仿真 MATLAB 实验设计

在线阅读 下载PDF 职称材料

通信电子线路专业课程设计的教学探索——以无人集群应急通信虚拟仿真实验为例

4

作者 高巨 《科技资讯》 2024年第14期215-219,共5页

将工科学生的理论知识转化为实际应用能力,是各高等院校培养单位致力于实现的目标。在这样的背景下,北京工业大学信息学部为高年级本科生设置了专业课程,提升学生的理论应用能力。在课程的具体安排中,设计了无人集群应急通信虚拟仿真实... 将工科学生的理论知识转化为实际应用能力,是各高等院校培养单位致力于实现的目标。在这样的背景下,北京工业大学信息学部为高年级本科生设置了专业课程,提升学生的理论应用能力。在课程的具体安排中,设计了无人集群应急通信虚拟仿真实验,通过科学设定实验目标、实验器材与参数、具体实验实施过程,以达到预期的教学目标。在虚拟实验教学过程中,遵循“虚实结合、开放共享、能实不虚”的教学理念,激发学生学习兴趣,培养学生创新精神和实践能力,成为更符合现代社会需要的工科人才。 展开更多

关键词 专业课程设计 虚拟仿真 无人集群通信 电磁场与电磁波

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于虚拟光波场的菲涅耳衍射计算及应用研究 被引量：7

5

作者 刘志强 宋庆和 +2 位作者 刘超 桂进斌 李俊昌 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期196-199,共4页

为满足特定观测区域光波场的较高空间分辨率要求,提出一种在衍射计算中引入虚拟光波场,利用初始光波场的取样数表示观测平面任意区域衍射场的计算方法。通过应用该方法对具体实例进行模拟计算,结果表明该方法在观测区域所获得的有效信... 为满足特定观测区域光波场的较高空间分辨率要求,提出一种在衍射计算中引入虚拟光波场,利用初始光波场的取样数表示观测平面任意区域衍射场的计算方法。通过应用该方法对具体实例进行模拟计算,结果表明该方法在观测区域所获得的有效信息量增加,所获得的衍射场空间分辨率可以达到5.2×10-3 mm/pixel,而S-FFT计算获得的衍射场空间分辨率为26.6×10-3 mm/pixel。并且在基于该方法的彩色数字全息波前重建的实验研究中,所得结果表明该方法能够取得更好的重建效果。 展开更多

关键词 菲涅耳衍射 彩色数字全息 虚拟光波场 衍射计算

在线阅读 下载PDF 职称材料

非旋波近似下光场与级联型三能级原子相互作用系统的场熵演化特性 被引量：5

6

作者 刘素梅 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期725-732,共8页

本文采用全量子化理论,研究了非旋波近似下级联型三能级原子与单模光场相互作用过程中受激场场熵的演化规律,通过与旋波近似下的相应结果进行比较,进一步揭示出非旋波近似下虚光场效应和初始场的平均光子数对场熵演化特性的影响.

关键词 非旋波近似 级联型三能级原子 虚光场效应 受激场熵 全量子化理论

在线阅读 下载PDF 职称材料

双光子J-C模型的可积性与非经典效应 被引量：1

7

作者 周建兰 凌寅生 《量子光学学报》 CSCD 1999年第3期140-144,共5页

应用数值计算方法，讨论双光子 Ｊ Ｃ 模型中可积性与非经典效应间的关系。不作旋转波近似， 破缺可积性的因素，主要来自虚光场项。

关键词 J-C模型 旋转波近似 STARK效应 压缩效应

在线阅读 下载PDF 职称材料

双光子J-C模型中非旋转波效应项对原子压缩效应影响的研究 被引量：1

8

作者 周建兰 凌寅生 《四川师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1998年第2期170-173,共4页

应用数值计算方法计算双光子Ｊ－Ｃ模型中原子的压缩效应．在ＲＷＡ下原子具有较强的压缩效应．当虚光场介入时，弱耦合时还会出现相对较弱的压缩效应，强耦合时，压缩效应消失；而横向Ｓｔａｒｋ效应在弱耦合和强耦合时都使原子的压缩... 应用数值计算方法计算双光子Ｊ－Ｃ模型中原子的压缩效应．在ＲＷＡ下原子具有较强的压缩效应．当虚光场介入时，弱耦合时还会出现相对较弱的压缩效应，强耦合时，压缩效应消失；而横向Ｓｔａｒｋ效应在弱耦合和强耦合时都使原子的压缩效应相对减弱．当两者皆存在时，即ＮＲＷＡ下原子的压缩效应减弱甚至消失． 展开更多

关键词 压缩效应 旋转波近似 J-C模型 光子 双光子 原子

在线阅读 下载PDF 职称材料

非旋波近似下类克尔介质中“单模光场-受激三能级原子”系统的光子统计演化分析 被引量：2

9

作者 陶向阳 刘三秋 燕安 《光子学报》 EI CAS CSCD 1998年第9期786-791,共6页

本文研究了非旋波近似下类克尔介质对“单模光场－受激三能级原子”系统的光子统计演化特性的影响．数值计算的结果表明：类克尔介质的作用直接影响着受激辐射场的平均光子数＜ｎ（ｔ）＞的Ｒａｂｉ振荡的幅度和频率；而虚光场的影响则... 本文研究了非旋波近似下类克尔介质对“单模光场－受激三能级原子”系统的光子统计演化特性的影响．数值计算的结果表明：类克尔介质的作用直接影响着受激辐射场的平均光子数＜ｎ（ｔ）＞的Ｒａｂｉ振荡的幅度和频率；而虚光场的影响则表现为受激辐射场的量子噪音，它与激发场强的变化及场与介质的耦合程度密切相关．另外，本文还对＜ｎ（ｔ）＞进行了频谱分析，结果发现该非线性系统存在着一系列高次谐波；并且，各高次谐波成分和振幅的变化情况完全依赖于激发场强及与介质的耦合程度． 展开更多

关键词 非旋波近似 类克尔介质 光子统计演化 虚光场

在线阅读 下载PDF 职称材料

瞬变电磁扩散场到虚拟波场的精细积分变换算法 被引量：14

10

作者 鲁凯亮 李貅 +6 位作者 戚志鹏 樊亚楠 周建美 李文翰 李贺 张明晶 王扬州 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期3379-3390,共12页

现有的瞬变电磁解释与反演方法主要对电阻率参数进行解释,较难给出准确的地质构造信息.为了能够较多获得地质构造信息,可将瞬变电磁扩散场信号转换为虚拟波场信号,提高瞬变电磁法的分辨率.本文采用精细积分法,实现了瞬变电磁扩散场到虚... 现有的瞬变电磁解释与反演方法主要对电阻率参数进行解释,较难给出准确的地质构造信息.为了能够较多获得地质构造信息,可将瞬变电磁扩散场信号转换为虚拟波场信号,提高瞬变电磁法的分辨率.本文采用精细积分法,实现了瞬变电磁扩散场到虚拟波场的转换.将一个高度病态的线性方程组转换成求积分的过程,大大降低了解决病态问题的难度.积分步长以2的指数增加,在保证精度的前提下,具有极高的计算效率;设置合理的终止迭代条件,进一步提高本文方法的适用性.对典型地电模型的计算,表明本文方法具有较高的精度;减小两个波峰之间的距离,证明了本文方法具有较好的分辨能力;对含有噪声信号的扩散场进行波场反变换,证明了本文方法具有较好的抗噪性.最后计算三维模型和实测数据的虚拟波场,可以很好地反映出三维地质体的界面信息,证明本文方法稳定、可靠,可以对地下地质目标体的界面进行有效识别.本文方法相比预条件正则化共轭梯度法(PRCG),在计算效率方面提升了4倍左右;本文方法的相对误差在5%以内,而PRCG的最大相对误差可达40%~50%,精度最高可提升10倍;在分辨率与稳定性方面,也表现出较好的效果. 展开更多

关键词 瞬变电磁 虚拟波场 精细积分

在线阅读 下载PDF 职称材料

《电磁场与电磁波》课程教改实践探讨 被引量：11

11

作者 夏祖学 李少甫 胥磊 《实验科学与技术》 2012年第3期77-78,124,共3页

对《电磁场与电磁波》课程难教难学的现状进行了一些思考,文中以培养学生的兴趣、实际应用能力为目标,从理论教学和实验教学两方面出发,对课程的教学内容和教学方式进行了分析与探讨,介绍了教学大纲的修订,教学方法与手段改革,突出了对... 对《电磁场与电磁波》课程难教难学的现状进行了一些思考,文中以培养学生的兴趣、实际应用能力为目标,从理论教学和实验教学两方面出发,对课程的教学内容和教学方式进行了分析与探讨,介绍了教学大纲的修订,教学方法与手段改革,突出了对时变电磁场的介绍和实际中应用;以虚拟实验与物理实验相结合的矩形波导实验为例,重点探讨了实验教学改革,体现了仿真软件以及硬件实验对课程教学的重要性,效果较好。 展开更多

关键词 教学方法与手段改革 实验教学改革 虚拟实验与物理实验 电磁场与电磁波

在线阅读 下载PDF 职称材料

瞬变电磁虚拟波场层状Green函数Born近似成像方法 被引量：5

12

作者 马劼 李貅 +3 位作者 戚志鹏 樊亚楠 李梓源 曹华科 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期2631-2645,共15页

瞬变电磁虚拟波场Born近似成像是通过Born近似对瞬变电磁虚拟波场方程进行线性化处理,求取速度扰动量实现成像的方法.Born近似采用半空间Green函数,在背景速度变化较大时成像分辨率较低.因此,本文从虚拟波场出发,建立辐射场与散射场满足... 瞬变电磁虚拟波场Born近似成像是通过Born近似对瞬变电磁虚拟波场方程进行线性化处理,求取速度扰动量实现成像的方法.Born近似采用半空间Green函数,在背景速度变化较大时成像分辨率较低.因此,本文从虚拟波场出发,建立辐射场与散射场满足的Helmholtz方程,导出层状介质Green函数表达式,将其应用于Born近似中,得到了基于层状介质格林函数的Born近似电导率计算公式和散射场关于速度扰动量的关系式,最终利用速度扰动量实现成像.通过对理论模型的实验计算,验证了利用层状模型Green函数的Born近似成像算法,能够重建地层电阻率分布,改善Born近似虚拟波动方程逆散射反演的垂向分辨率,获得较好的成像效果.对甘肃地区的实际资料处理结果表明,层状介质Green函数的Born近似,是一个精确度较高、稳定性好、有实际应用价值的成像方法. 展开更多

关键词 瞬变电磁 虚拟波场 格林函数 Born近似成像

在线阅读 下载PDF 职称材料

双棱镜干涉实验中干涉光场的调控 被引量：2

13

作者 常山 杨建荣 +2 位作者 桑志文 毛杰健 高玉芳 《大学物理》 北大核心 2009年第11期38-41,共4页

针对双棱镜干涉实验存在的问题,在分析双棱镜分波前干涉原理和讨论双棱镜干涉光场的结构及其相干性的基础上,探讨了怎样通过优化实验参数调控干涉光场获得适于观测的干涉条纹.使学生更好地领略物理思想和学会实验方法,培养研究能力和启... 针对双棱镜干涉实验存在的问题,在分析双棱镜分波前干涉原理和讨论双棱镜干涉光场的结构及其相干性的基础上,探讨了怎样通过优化实验参数调控干涉光场获得适于观测的干涉条纹.使学生更好地领略物理思想和学会实验方法,培养研究能力和启迪创新意识,促进光学教学的改革. 展开更多

关键词 双棱镜分波前干涉 相干虚光源 光场的相干性 参数优化 二次共轭法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于多球域波叠加法的PNAH正则化方法的仿真研究

14

作者 王玉江 向宇 +1 位作者 李晓妮 孙玉海 《安徽师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第5期445-448,共4页

本文阐述了基于多球域波叠加法的局部近场声全息声场重建原理,由于基于多球域波叠加法的PNAH的声场重建是典型的反问题,测量误差的存在使得该反问题的求解具有"不适定"特性,必须进行正则化处理.在此理论的基础上,加入高斯白... 本文阐述了基于多球域波叠加法的局部近场声全息声场重建原理,由于基于多球域波叠加法的PNAH的声场重建是典型的反问题,测量误差的存在使得该反问题的求解具有"不适定"特性,必须进行正则化处理.在此理论的基础上,加入高斯白噪声情况下,本文运用了Tikhonov正则化和L-曲线相结合的方法进行声场重建.并通过仿真实验,证明了该方法的有效性. 展开更多

关键词 波叠加法 局部近场声全息 多球形虚拟源强 Tikhonov 正则化方法

在线阅读 下载PDF 职称材料

电磁场与电磁波虚拟仿真系统的设计与开发 被引量：9

15

作者 万棣 范懿 《电气电子教学学报》 2017年第4期141-144,共4页

电磁场与电磁波虚拟仿真系统的设计和开发,其目的是能有效地解决学生在学习"电磁场与电磁波"课程时遇到的困难。在该系统的设计过程中,使用了Matlab、AE、Cinema4D、3Dmax以及Director多种软件,进行物理过程的仿真和系统的发... 电磁场与电磁波虚拟仿真系统的设计和开发,其目的是能有效地解决学生在学习"电磁场与电磁波"课程时遇到的困难。在该系统的设计过程中,使用了Matlab、AE、Cinema4D、3Dmax以及Director多种软件,进行物理过程的仿真和系统的发布。该虚拟仿真系统能提供生动形象的图像和视频,有效地辅助了课堂教学,达到了提高教学效果的目的。在调查问卷中,反馈和评价表明,学生比较乐于接受这种全方位的多媒体形式的教学方式,有利于提高教学质量。 展开更多

关键词 电磁场与电磁波 虚拟仿真 教学方式

在线阅读 下载PDF 职称材料

电磁场与电磁波虚拟仿真实验系统的设计与开发 被引量：11

16

作者 万棣 范懿 《电气电子教学学报》 2020年第5期130-133,共4页

电磁场与电磁波虚拟仿真实验系统的设计,采用三维可视化技术,运用3d max进行实体建模、Unity 3d编辑动画及控制GUI界面,实现实验操作步骤。该系统打破时间、空间的局限,可以通过网络本地下载,方便的利用手持式设备(平板电脑和手机等)进... 电磁场与电磁波虚拟仿真实验系统的设计,采用三维可视化技术,运用3d max进行实体建模、Unity 3d编辑动画及控制GUI界面,实现实验操作步骤。该系统打破时间、空间的局限,可以通过网络本地下载,方便的利用手持式设备(平板电脑和手机等)进行移动式、开放学习,从而达到让学生真正成为能动性高的学习主体,激发学生的主动学习兴趣。 展开更多

关键词 电磁场与电磁波实验 虚拟仿真 网络共享

在线阅读 下载PDF 职称材料

电磁波与天线课程“虚实结合”教学方法改革创新的思考 被引量：1

17

作者 朱卫刚 薛红 曹文权 《高教学刊》 2023年第25期134-137,共4页

教学方法改革与创新是提高新工科课程教学质量的有力举措。针对新工科专业课程电磁波与天线课程理论性强、公式繁杂的特点,该文着眼提高课堂教学效果,激发学生学习动力,提出“虚实结合”的多元融合教学法。该文分析课程教学现状,探讨“... 教学方法改革与创新是提高新工科课程教学质量的有力举措。针对新工科专业课程电磁波与天线课程理论性强、公式繁杂的特点,该文着眼提高课堂教学效果,激发学生学习动力,提出“虚实结合”的多元融合教学法。该文分析课程教学现状,探讨“虚实结合”教学方法改革与创新的途径,并对“虚实结合”的教学案例进行分析。教学实践表明,在“虚”的方面,引入Matlab和HFSS软件对抽象概念虚拟仿真,可以让电磁波的场特性形象化;在“实”的方面,采用小型化电磁场演示仪和微波试验箱,以实物形态在课堂演示,让“抽象难懂”的理论知识具体化,可有效推动学生理解和掌握电磁波从发射、传播到接收的全系统的知识,提高学生在电磁工程方面的实践创新能力,近几年学生也在国家和校级科技创新竞赛活动中取得优异的成绩。 展开更多

关键词 电磁波与天线课程 虚拟仿真 小型化电磁场演示仪 虚实结合 教学方法改革与创新

在线阅读 下载PDF 职称材料

近场光学虚拟光探针的数值分析 被引量：5

18

作者 洪涛 王佳 +1 位作者 孙利群 李达成 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第12期1415-1420,共6页

虚拟光探针是基于近场光学隐失场干涉原理产生的一种非实体探针，可以应用于近场光学超高密度存储、纳米光刻、近场光学成像、光谱探测、纳米样品的近场光学操作等领域。本研究采用三维时间域有限差分（FDTD）方法对近场光学虚拟光探针... 虚拟光探针是基于近场光学隐失场干涉原理产生的一种非实体探针，可以应用于近场光学超高密度存储、纳米光刻、近场光学成像、光谱探测、纳米样品的近场光学操作等领域。本研究采用三维时间域有限差分（FDTD）方法对近场光学虚拟光探针的光场分布特性进行了数值模拟计算和比较，分析了孔的形状、大小及偏振态等因素对虚拟光探针光场分布的影响，研究结果表明虚拟光探针的通光效率较普通的纳米孔径光纤探针提高10^2-10^4倍；其光场分布的中间峰的半峰全宽（即虚拟光探针的尺寸）在一定距离范围内基本保持不变，从而可以解决近场光学系统中纳米间距控制的难题，避免光学头与介质的磁撞。优化虚拟光探针的设计参量能有效的抑制虚拟光探针中的旁瓣。文章还给出了应用虚拟探针实现高密度光存储的原理方案。 展开更多

关键词 数值分析 近场光学 隐失场干涉 虚拟光探针 时域有限差分法 数据存储 扫描近场光学显微镜

原文传递

基于MATLAB的电磁场与电磁波课程教学研究与实践 被引量：1

19

作者 张谢馥 李健 《创新创业理论研究与实践》 2023年第18期129-131,共3页

电磁场与电磁波课程内容抽象,传统的教学模式主要是以教师讲解为主,学生需要根据电磁场与电磁波的公式描述,理解空间电磁波的变化过程。这种教学方式对于空间想象力的要求较高,同时对于枯燥的电磁波公式推导,在一定程度上会影响学生学... 电磁场与电磁波课程内容抽象,传统的教学模式主要是以教师讲解为主,学生需要根据电磁场与电磁波的公式描述,理解空间电磁波的变化过程。这种教学方式对于空间想象力的要求较高,同时对于枯燥的电磁波公式推导,在一定程度上会影响学生学习的兴趣和积极性。因此,该文将MATLAB软件引入课堂教学,将理论结果以图像的形式展现出来,进行可视化虚拟仿真,不仅提高了学生的学习兴趣,同时使学生加强了对知识的掌握和理解。 展开更多

关键词 电磁场与电磁波 MATLAB虚拟仿真 教学改革 电磁波传播特性 平面波 极化

原文传递