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全声波方程波场深度延拓倏逝波压制研究

地球物理学报 2024年第1期67卷 277-288页

作者：魏俊廷尤加春赵金泉陈军兆代中奎成都理工大学地球物理学院成都610059

与经典的单程波深度偏移方法相比,全声波方程波场深度偏移方法在成像质量和计算效率方面会面临新的难题,还有诸多理论问题值得深入研究,其中倏逝波的压制问题是全声波方程波场深度延拓及深度偏移方法面对的一项特殊挑战.为了解决该问题... 详细信息

与经典的单程波深度偏移方法相比,全声波方程波场深度偏移方法在成像质量和计算效率方面会面临新的难题,还有诸多理论问题值得深入研究,其中倏逝波的压制问题是全声波方程波场深度延拓及深度偏移方法面对的一项特殊挑战.为了解决该问题,本文提出了两种新的倏逝波压制策略.策略I是以经典频率-波数域方法为基础,提出广义低通滤波器方法;策略II是以能量守恒原理为基础,来解决波场延拓中倏逝波的振幅爆炸问题.对梯度速度模型的脉冲响应计算表明,本文提出的两种倏逝波压制策略在横向速度变化剧烈情况下的数值结果都是稳定的,并且能够实现与有限差分方法相同的波场延拓计算精度.在对盐丘模型成像时,在相同计算参数下,本文所提新策略解决了在使用传统低通滤波器压制倏逝波时无法对高角度构造进行准确成像的缺点.相较于压制倏逝波的谱投影方法,本文所提新策略不仅在成像质量上达到了与之相同的水平,而且具有更高的计算效率.通过一系列数值模拟实验表明:与传统倏逝波压制策略相比,本文所提新策略在实现全声波方程波场深度延拓及成像时,更好地平衡了计算效率和计算精度,具有更好的实用价值.

关键词：全声波方程深度延拓倏逝波数值模拟

循环加卸载过程中灰岩微细观损伤特征的试验研究

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岩土力学 2024年第3期45卷 685-696页

作者：刘汉香叶刁瑜别鹏飞朱星成都理工大学环境与土木工程学院四川成都610059 成都理工大学计算机与网络安全学院四川成都610059

岩石的动力学性质是影响岩质边坡地震动力稳定性的关键内因。地震产生的循环往复作用会造成岩石损伤和破坏,劣化岩石性能,降低岩质边坡的稳定性。为了深入研究岩石在动力荷载下的损伤特征,以某岩质斜坡出露的二叠系灰岩为研究对象,联合... 详细信息

岩石的动力学性质是影响岩质边坡地震动力稳定性的关键内因。地震产生的循环往复作用会造成岩石损伤和破坏,劣化岩石性能,降低岩质边坡的稳定性。为了深入研究岩石在动力荷载下的损伤特征,以某岩质斜坡出露的二叠系灰岩为研究对象,联合单轴循环加卸载试验和微细观试验,从微细观角度研究了岩样在循环加卸载过程中的损伤特征和损伤演化规律,分析了不同加载条件对微细观损伤的影响,开展了宏观和微细观参数的关联分析。研究结果表明:岩样内部的损伤是一个渐进性过程,在破坏前,随着应力幅值和循环周次的增加,表现为以小孔隙的生成、扩展和贯通为主,大孔隙的数量轻微增加且数量相对少得多;与变上限应力加载相比,变下限应力加载更有利于小孔隙的连通和大孔隙的形成,导致岩样内部微裂隙面积更大,在宏观上表现为平均弹性模量的降低;在变上限应力时,低应力幅值的循环荷载对岩石内部结构劣化效应比单轴压缩条件下的大,而高应力幅值的循环荷载反而可能对岩石内部孔隙有一定压密作用,导致孔隙度相对较小,劣化效应相对减弱;综合多种微细观损伤变量演化趋势,可判断岩样在循环加卸载下经历了一段裂纹稳定扩展的阶段,对应的上限应力和下限应力范围分别为(0.4~0.6)σ_(f)(σ_(f)为静态峰值强度)和(0.3~0.5)σ_(f)。研究成果有助于从微细观层次更好地理解岩石的动力学特性,为岩质斜坡在地震作用下的动力响应行为和灾害孕育及启动过程提供理论解释。

关键词：灰岩微细观损伤单轴循环加卸载试验核磁共振试验电镜扫描试验

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富磷废弃钙基生物炭对水体中铅的去除

环境科学 2024年第2期45卷 862-872页

作者：刘天吕思璐杜兴国程敏谢燕华成都理工大学生态环境学院成都610059 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059

基于磷酸盐和碳酸盐对铅的高亲和特性,将蛋壳与厨余垃圾煅烧制备的含钙生物炭除磷后(ES-BC/P),用于水体中铅的去除.结果表明,ES-BC/P在较优的投加量下对不同浓度的铅(1~100 mg·L^(-1))均具有较好的去除性能,去除效率均高于99%,且反应... 详细信息

基于磷酸盐和碳酸盐对铅的高亲和特性,将蛋壳与厨余垃圾煅烧制备的含钙生物炭除磷后(ES-BC/P),用于水体中铅的去除.结果表明,ES-BC/P在较优的投加量下对不同浓度的铅(1~100 mg·L^(-1))均具有较好的去除性能,去除效率均高于99%,且反应后磷的释放量较低;ES-BC/P偏碱性,因含铅污染液呈弱酸性,ES-BC/P加入后无需调节体系的pH值即可达到较好的去除效果;反应动力学及等温线实验表明,ES-BC/P除铅主要为单层化学吸附,最大吸附容量为493.12 mg·g^(-1)(318 K);表征分析结果表明,铅主要通过与ES-BC/P中的Ca-P化合物和CaCO_(3)进行反应,Pb^(2+)可与Ca^(2+)发生交换作用,形成Pb_(5)(PO_(4))_(3)OH、Pb_(10)(PO_(4))_(6)(OH)_(2)、PbCO_(3)和Pb_(3)(CO_(3))_(2)(OH)_(2)等沉淀而被去除.综上所述,除磷后的ES-BC材料可实现水体中铅的高效去除,从而实现废弃物的资源化利用.

关键词：生物炭碳酸钙磷酸盐除铅资源化

不同躯干约束下蹲姿对人体下肢运动学和动力学的影响

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医用生物力学 2024年第1期39卷 118-124页

作者：郝乐天陈纪均杨亦敏赵麒王萌高境辰张美珍太原理工大学体育学院太原030024

目的探究躯干控制对青年群体亚洲蹲和西方蹲时下肢运动生物力学特征的影响,为深蹲训练的应用和推广提供实证性依据。方法 24名健康男性青年大学生在带杆、无杆控制条件下进行亚洲蹲和西方蹲,运用红外光点运动捕捉系统和三维测力台采集... 详细信息

目的探究躯干控制对青年群体亚洲蹲和西方蹲时下肢运动生物力学特征的影响,为深蹲训练的应用和推广提供实证性依据。方法 24名健康男性青年大学生在带杆、无杆控制条件下进行亚洲蹲和西方蹲,运用红外光点运动捕捉系统和三维测力台采集其下肢运动学和动力学特征。通过Cortex-642.6.2软件,根据欧拉角方法计算获得下肢三维角度,运用逆动力学方法得到三维力矩。通过2×2重复设计的双因素方差分析检验躯干控制和深蹲姿势对下肢运动特征的影响。结果躯干控制和深蹲姿势对运动学和动力学参数均无显著性交互作用(P>0.05)。西方蹲具有较大的膝关节屈曲角、髌股关节接触力峰值、髋膝伸展力矩峰值之比,较小的踝关节背屈角、髋关节屈曲角(P<0.05)。带杆深蹲具有较大的踝关节背屈角、髌股关节接触力峰值和髋关节屈曲角,较小的膝关节屈曲角、髋膝伸展力矩峰值之比(P<0.05)。结论西方蹲有助于训练伸髋肌群肌力,亚洲蹲则有助于训练伸膝肌群肌力。西方蹲髌股关节接触力峰值显著大于亚洲蹲,故推荐髌股关节痛患者采用亚洲蹲。带杆深蹲可补偿人体平衡,建议由于踝关节背屈活动范围受限或胫骨前肌无力人群可以考虑进行带杆深蹲等躯干控制训练,有助于提高深蹲时下肢稳定性。

关键词：亚洲蹲西方蹲躯干控制运动学动力学

底水砂岩气藏注CO_(2)驱气提高采收率机理及埋存效果

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天然气工业 2024年第4期44卷 93-103页

作者：侯大力龚凤鸣陈泊梁世杰苏杰油气藏地质及开发工程全国重点实验室•成都理工大学成都理工大学能源学院

注CO_(2)已被广泛应用于提高油气藏采收率,但有关底水砂岩气藏注CO_(2)驱及CO_(2)埋存协同开发的研究较少,气态CO_(2)和超临界态CO_(2)驱替天然气的机理和差异尚不明确。为了改善底水砂岩气藏水侵情况和明确气态与超临界态CO_(2)驱提高... 详细信息

注CO_(2)已被广泛应用于提高油气藏采收率,但有关底水砂岩气藏注CO_(2)驱及CO_(2)埋存协同开发的研究较少,气态CO_(2)和超临界态CO_(2)驱替天然气的机理和差异尚不明确。为了改善底水砂岩气藏水侵情况和明确气态与超临界态CO_(2)驱提高采收率及CO_(2)埋存机理,以X底水砂岩气藏为例,开展了注CO_(2)驱适宜度评价,提出了X气藏CO_(2)驱最优开发方案,并对比了气态和超临界态CO_(2)驱提采机理和效果,最后对注CO_(2)驱最优方案开展了生产及埋存预测。研究结果表明:①X气藏适合进行注CO_(2)驱,注CO_(2)提高采收率的最优方案即注采井网为低注高采、关井时机为采出气CO_(2)浓度达10%~20%、转注时机为地层压力7.5 MPa、压力恢复水平为地层压力7.5 MPa、注气速度为3.5×10^(4) m^(3)/d、注入量为0.25 HCPV,最优方案相对于衰竭式开发预计提高气藏采收率13.83%。②超临界CO_(2)驱抑制底水锥进效果和提高采收率效果优于气态CO_(2)驱。③注CO_(2)驱最优开发方案下,该气藏的CO_(2)总埋存量为4.7×10^(6) t,其中超临界埋存量、溶解埋存量和矿化埋存量占比分别为86.05%、11.33%和2.62%。结论认为,底水砂岩气藏在发生气井水淹后采用超临界CO_(2)驱可以有效改善储层水侵情况,提高了气藏采收率,该认识为底水砂岩气藏的高效开发提供了理论支撑。

关键词：底水砂岩气藏气态CO_(2) 超临界态CO_(2) CO_(2)驱 CO_(2)埋存气藏采收率开发方案

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水平管内超临界R1234ze(E)冷却传热性能的神经网络预测

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物理学报 2024年第12期73卷 96-107页

作者：周文力卓伟伟蒋依然马文杰董宝君成都国营锦江机器厂科研部成都610000 成都理工大学能源学院成都610000

为探究神经网络在预测:超临界传热方面的有效性,建立了水平直管内超临界R1234ze(E)冷却传热的神经网络预测模型,并与修正的Dittus-Boelter(D-B)型传热关联式进行比较分析.研究表明,输入参数对于反向传播神经网络(BPNN)预测精度的影响很... 详细信息

为探究神经网络在预测:超临界传热方面的有效性,建立了水平直管内超临界R1234ze(E)冷却传热的神经网络预测模型,并与修正的Dittus-Boelter(D-B)型传热关联式进行比较分析.研究表明,输入参数对于反向传播神经网络(BPNN)预测精度的影响很大,且并非所有BPNN输入参数组合都能带来比传热关联式更好的预测结果.输入参数组合Re_(b),Pr_(b),ρ_(b)/ρ_(w),C_(p)/C_(pw),λ_(b)/λ_(w),μ_(b)//μ_(w)的预测表现最好,对于试验集的预测结果的平均绝对偏差和最大偏差仅为2.02%和9.34%,远低于传热关联式预测偏差,且对于高温段h的趋势、h最大值以及h峰值位置的预测比关联式更加准确.此外,将遗传算法优化的BP(GA-BP)模型与BP模型在两种不同的适应度值计算方式下进行比较,揭示GA-BP在提高超临界传热预测精度方面的有效性.研究表明,当网络训练与适应度值计算采用相同数据时,将引起过拟合,并不能进一步提高预测精度;当网络训练与适应度值计算采用不同数据时,可使得网络泛化性能提高,预测结果的均方根偏差和最大偏差均有进一步的降低.

关键词： R1234ze(E) 超临界传热传热预测神经网络

青藏高原东南缘植物碳氧同位素对气候及植物生理的表征

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应用生态学报 2024年第4期35卷 867-876页

作者：曾慧杨蕊王翔吴琪王鹏陈果唐晓鹿裴向军成都理工大学生态环境学院成都610059 成都理工大学地球科学学院成都610059 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059

为探究青藏高原东南缘植物纤维素碳氧同位素组成与气候因子和植物生理指标间的关系,本研究以该区相似纬度、不同经度的8个样地植物为研究对象,通过分析植物叶片纤维素中δ^(13)C、δ^(18)O、分馏值(Δ^(13)C、Δ^(18)O)和水分利用效率(W... 详细信息

为探究青藏高原东南缘植物纤维素碳氧同位素组成与气候因子和植物生理指标间的关系,本研究以该区相似纬度、不同经度的8个样地植物为研究对象,通过分析植物叶片纤维素中δ^(13)C、δ^(18)O、分馏值(Δ^(13)C、Δ^(18)O)和水分利用效率(WUE)及环境因子特征,探讨青藏高原东南缘植物碳氧同位素随海拔和经度变化的规律,揭示其对不同环境及植被生理的指示程度,同时采用碳氧双同位素半量化模型,揭示研究区植物在不同环境下的生理适应机制。结果表明:植物纤维素Δ^(13)C、Δ^(18)O均随着海拔和经度的增加而减小,Δ^(13)C受经度的影响较大,而Δ^(18)O更易受到海拔变异的影响;Δ^(13)C、Δ^(18)O与温度(TEM)、降雨量(PRE)、潜在蒸散发(PET)、相对湿度(RH)呈显著正相关,其中PRE为Δ^(13)C的主导气象因子,RH为Δ^(18)O变异的主导气象因子。WUE随海拔和经度的升高而增加,且与Δ^(13)C不同,WUE与海拔的相关性比与经度的相关性更高。碳氧联用模型预测表明,随着降雨和相对湿度的增加,植物气孔导度(g_(s))和最大净光合同化速率(A_(max))减小,随着海拔和经度的增加,植物g_(s)和A_(max)增加。有机物碳氧同位素联用可为青藏高原东南缘的气候追溯及植被生理研究提供更多的环境与气体交换信息。

关键词：碳稳定同位素氧稳定同位素水分利用效率气象因子半量化模型

碱湖页岩酸碱性差异对页岩成岩演化及储集层的影响

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石油勘探与开发 2024年第1期51卷 88-101页

作者：李长志郭佩许景红钟凯文华国成都理工大学自然资源部深时地理环境重建与应用重点实验室成都610059 成都理工大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室成都610059 成都理工大学地球科学学院成都610059

利用薄片、氩离子抛光-扫描电镜观察等实验分析方法,对准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组不同沉积区页岩的沉积-成岩环境和主要成岩作用进行研究,重建其差异成岩演化过程。风城组沉积期碱湖中心区的页岩一直保持碱性成岩环境,早期(R_(o)0.... 详细信息

利用薄片、氩离子抛光-扫描电镜观察等实验分析方法,对准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组不同沉积区页岩的沉积-成岩环境和主要成岩作用进行研究,重建其差异成岩演化过程。风城组沉积期碱湖中心区的页岩一直保持碱性成岩环境,早期(R_(o)0.5%)以硅酸硼钠石交代碱盐矿物为主。湖盆边缘缓坡区页岩经历了弱碱—酸性成岩环境的转变,早期以硅质和含镁黏土矿物自生为主,晚期以长石和碳酸盐矿物溶蚀为主。过渡区的页岩经历了碱性—酸性成岩环境的转变,早期以白云石和沸石自生为主,晚期主要经历了长石和碳酸盐矿物的硅酸硼钠石化或硅化。碱湖页岩成岩早期的矿物自生作用差异性是控制页岩可压性的主要因素,而成岩晚期的差异性溶蚀作用是影响游离态页岩油含量的主要因素。碱湖的过渡区—边缘缓坡区的白云质页岩和粉砂岩可压性强,游离态页岩油含量相对较高,是页岩油勘探开发的有利甜点。

关键词：页岩成岩作用碱性环境自生矿物溶蚀作用二叠系风城组玛湖凹陷准噶尔盆地

基于Geant4的微型透射式X射线管中背散射电子对出射光束影响

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核技术 2024年第4期47卷 58-65页

作者：董浪王明孙甜甜代伟张磊李国栋张庆贤谷懿曾国强成都理工大学核技术与自动化工程学院成都610059 地学核技术四川省重点实验室成都理工大学成都610059

X射线管工作时,管内会产生大量的背散射电子。在X射线管内电场的作用下,背散射电子会被电场拉回到阳极靶上,并产生额外的X射线,最终对出射光束质量产生不利影响。背散射电子的分布与X射线管的特性(管电压和靶材料)密切相关。因此,本文... 详细信息

X射线管工作时,管内会产生大量的背散射电子。在X射线管内电场的作用下,背散射电子会被电场拉回到阳极靶上,并产生额外的X射线,最终对出射光束质量产生不利影响。背散射电子的分布与X射线管的特性(管电压和靶材料)密切相关。因此,本文将从透射式X射线管中背散射电子的分布规律出发,系统讨论靶材料和管电压引起的背散射电子变化以及其对出射光束质量的影响。首先,在Geant4代码中建立了透射式X射线管的物理模型,并将计算结果与文献数据进行对比验证;其次,开展了不同管电压与靶材料对X射线管中背散射电子分布的影响分析;最后,探究了在管电压作用下背散射电子对出射光束质量的影响。结果显示:当考虑电场时,X射线管的出射光束半高全宽(Full Width at Half Maxima, FWHM)、光子产额和特征峰产额会有所增加,表明背散射电子会对出射光束的质量产生一定的影响。结果同时显示:对出射光束质量影响程度最高主要是第一代和第二代被电场拉回的背散射电子。当管电压发生改变时,背散射电子对出射光束质量的影响程度也会改变,管电压越大,背散射电子对X射线管出射光束质量的影响也越明显。本研究结果为未来开展微型透射式X射线管的数值仿真计算提供参考。

关键词：透射式X射线管背散射电子管电压靶材料 Geant4