三维VTI介质qP波方程频率空间域有限差分高阶加权算子

Finite difference high-order weighted-averaging operator for frequency-space domain qP wave in 3-D VTI media

杜向东 刘军荣 戚艳平 吴国忱 刘伊克

波动方程有限差分法是波场模拟的一个重要方法.为解决常规有限差分法存在着数值频散的问题,本文从具有垂直对称轴的三维横向各向同性（VTI）介质频率-空间域qP波动方程出发,在常规差分算子的基础上构造了适合三维VTI介质的频率空间域有限差分优化算子.然后利用最优化理论中的Gauss-Newton法求解了优化算子的系数,使差分方程的相速度与波动方程的相速度尽量吻合,从而在理论上使网格数值频散达到极小.精度对比分析及数值测试表明,有限差分优化算子具有较高的波场数值模拟精度,有效地压制了数值频散现象,为三维VTI介质频率-空间域qP波正演模拟研究提供了理论基础.

起伏地表三维电阻率法有限差分数值模拟

3D numerical modeling of resistivity with surface topography by the finite-difference method

韩江涛 刘国兴 金忠宝

有限差分法是地球物理数值模拟中最常用的方法之一,为了研究起伏地表对三维电阻率法的影响问题,本文基于网格变换方法将起伏地表映射成水平地表,推导出映射后坐标系下稳定电流场基本方程.采用有限差分法对映射后的控制方程进行数值模拟.通过对三维山谷、山脊地形进行数值模拟,分析不同测量装置的地形影响.结果表明：起伏地表对稳定电流场的影响很大.

用有限差分网格方法寻找辅助标志层--以南梁-华池油田为例用有限差分网格方法寻找辅助标志层--以南梁-华池油田为例

Finding pre-emergency marked layers using finite difference dividing methods for oil layer comparison

高静乐 宋广寿 杨文华 王瑞飞 高辉

目的解决研究区小层划分对比上的问题。方法借鉴油藏数值模拟中的有限差分网格方法,利用测井资料提出油田开发中一种新的实用性较强的地层划分对比方法--有限差分网格方法。结果在层序地层和沉积旋回控制的基础上,重新标定出了研究区的小层对比统一标志,找出了一系列辅助标志层。结论研究结果对指导沉积矿产资源勘查,层序地层划分具有指导意义。

点支式中空玻璃板承载性能的有限差分法分析

Finite difference analysis of carrying capacity for point-supported insulating glass unit

马赢 石永久 王元清

通过线性有限差分方程，研究点支式中空玻璃外内片承载比例等承载性能。利用内边缘嵌固圆盘模型修正了支承点处的方程，并使用等效剪力实现了板边缘的位移协调条件。计算结果与试验测值较好的吻合。宽厚比、中空层厚度等因素对于荷载分配比例有较大影响。外、内片等厚时，外片仍有可能承担90％以上的荷载；当宽厚比大于150时，外片承载比例迅速趋近于50％。该文提供了荷载分配比例曲线，并对现行设计方法提出了合理建议。

用三维有限差分法求反射走时

Hole,JA 许健生

在含有三维几何反射体的复杂三维速度模型，发展了一种计算反射地震波走时方法。为了处理大且急剧的速度反差，对现有的计算初至波走时的有限差分法作了适当修改。修改的计算方法比以前的几种方案更快且更精确，并结合到计算反射走时的程序中。这个反射波走时程序非常适合编入三维反射体结构的反演法中。

适用于气动学问题的DRP类有限差分方法

罗柏华 刘宇陆

研究了一类低耗散低色散的高阶精度有限差分方法，目的是直接计算非定常欧拉方程用于气动声学问题。采用的数值方法是空间四阶、时间三阶精度的色散关系保持(DRP：dispersion-relation-preserving)类有限差分格式，通过波动方程算例验证了格式模拟波动问题的能力；采用加变幅值的高波数人工耗散项来抑制高频数值振荡，使得该格式可推广用于含激波、初始间断或非线性波动的问题。通过含激波、初始间断条件的算例验证了所用变幅值人工耗散的有效性，最后作为初步应用计算了二维亚、超音速均匀流中简单点声源辐射问题，得到了很好的结果，表明此类方法在气动声学问题计算上深有潜力。

光子晶体光纤气体传感灵敏度的有限差分法分析

Analyzing the Sensitivity of a Novel Gas Sensor Based on Photonic Crystal Fiber Using Finite-difference Method

顾雯雯 赵建林 崔莉 侯建平

提出了一种适合于高灵敏度气体传感器的新型光子晶体光纤结构．采用全矢量频域有限差分方法，研究了基于不同结构光子晶体光纤的气体传感器的相对灵敏度．由全矢量频域有限差分法，通过直接求解由麦克斯韦方程组导出的标准特征值方程，可以得到光纤中可能存在的不同模式的传播常量、电场分布和磁场分布．分别给出了三种不同结构光子晶体光纤在波长为1．3312μm处，与结构参量变化对应的相对灵敏度变化以及在不同波长情况下的相对灵敏度变化．结果证明，该新结构具有较其它代表性的折射率引导型光子晶体光纤结构更高的灵敏度，特别适合作气体传感器．

时域有限差分法在GIS局部放电检测中的应用

Application of finite difference time domain method in partial discharge detection of GIS

陈文会 李忠

时域有限差分法是一种十分有效的电磁场数值计算方法，本文借助时域有限差分法对GIS同轴波导结构内部发生局部放电时所激发的电磁波的传播特性进行仿真，分析了影响电磁波传播的因素，利用超高频局部放电检测方法对GIS实验段局部放电进行实测，仿真结果和实验结果基本一致，为超高频局部放电检测结果提供了理论支持，进一步论证了超高频局部放电检测方法的正确性和可行性，可以应用于现场实际测量。

时域有限差分总场吸收边界条件的计算与验证

甘甫烷 周佩白 等

时域有限差分总场吸收边界条件适用于电磁场总场的计算。与传统散射场的吸收边界条件的表达式不一样，此时，时域有限差分处理的电磁场是入射场和障碍物散射场的和，即总场，已经不需要把计算区域分为总场和散射场。入射源直接加在吸收边界上，在其上进行边界处理，省去连接边界，这样逻辑上易于理解，编程简单，计算速度快，本文推导出总场吸收边界条件公式，并用一个三维例子，把总场和散射场吸收边界条件的结果进行了对比，以验证其正确性。

基于时域有限差分法的输电线路精确故障定位算法

An Accurate Fault Location Algorithm for Transmission Line Based on FDTD

石新生 刘宏新 肖文峰 龚庆武 陈玉林

传统的故障分析法多采用集中参数模型，无法反映真实线路的分布参数特性。因而，当线路较长时，这些算法不再能满足实际工程应用的精度要求。采用分布参数模型，直接利用有限差分法求取线路波动方程的数值解，并利用在线路两侧实时同步采集的电压、电流数据结合此数值解推导出了一种有效的故障定位算法。数字仿真表明，有限差分算法能很好地反映线路的分布参数特性，即使在超长线路条件下，亦可获得高精度的定位结果。