简介:地震波场数值模拟中不可避免地会出现边界反射,一般采用吸收边界条件以压制人工边界反射。目前常用的分裂式完全匹配层(PML)边界条件需要在边界处进行特殊处理,尤其是在三维情况下需要将变量分裂为三个分量,增加了数值模拟的计算时间和内存占用量。与分裂式PML吸收边界条件相比,混合吸收边界条件(HABC)具有易于实现、计算量小和吸收效果好等优点,可以提高三维波动方程数值模拟的计算效率。本文将基于一阶Higdon单程波方程的混合吸收边界条件从二维计算域发展到三维,提出了适用于三维弹性波数值模拟的混合吸收边界条件。均匀模型以及复杂模型的三维数值模拟结果表明,混合吸收边界条件与传统的完全匹配层边界条件相比,具有效率高、吸收效果好的优势。
简介:岩体力学性质受结构面控制,表现出强烈的各向异性。同时工程地质师多年的实践认为岩石结构面是具有统计性的,因此岩体结构面网络模拟成为研究岩石力性质的新方向。其中裂隙网络渗流模拟,特别是三维裂隙网络的渗流计算是结构面网络模拟研究工作的重点和难点。又由于对于具有随机性裂隙网络渗流的计算,需要多次形成裂隙网络样本,并对每个样本进行多次计算,因此对渗流计算比确定性渗流提出更高的要求。本文基于将单个裂隙看作为一个不可压缩的二维各向同性多孔介质的假定,运用加权剩余法,推导了单裂隙渗流的边界单元法公式。通过将裂隙之间的交线看作为内部边界,推导了多裂隙相交时的边界单元法公式。利用FORTRAN90语言编制了相应的计算程序BIEMNF。为验证程序的正确性,利用计算实例进行了考核。
简介:波动方程有限差分法是地震数值模拟中的一种重要的方法,对理解和分析地震传播规律、分析地震属性和解释地震资料有着非常重要的意义。但是有限差分法由于其离散化的思想,产生了不稳定性。精细积分法在有限差分法的基础上,在时间域采用解析解的表达形式,在空间域保留任意差分格式,发展成为半解析的数值方法。本文结合并发展了以往学者的成果,推导了任意精细积分法的三维弹性波正演模拟计算公式,并对其稳定性进行了数值分析。在计算实例中,实现了精细积分法二维和三维弹性波模型的地震正演模拟,对计算结果的分析表明,精细积分法反射信号走时准确,稳定性好,弹性波场相较于声波波场,弹性波波场成分更为丰富,包含了更多波型成分(PP-和PS-反射波、透射波和绕射波),这对实际地震资料的解释和储层分析有重要的意义。实践证明,该方法可直接应用到弹性波的地质模型的数值模拟中。
简介:目的:将基于水平集的图像弹性配准应用于放射治疗CT图像中,为精确评估患者肿瘤及危及器官变化过程及其累加剂量提供技术支持。方法:根据水平集进化理论,通过matlab软件编程,分别对宫颈癌患者与鼻咽癌患者放射治疗分次间的两组CT图像实施三维全自动的弹性配准。结果:宫颈癌患者配准前后对比显示,最小均方误差(MSE)减少55.1%,相关系数(CC)提高了5.3%;鼻咽癌患者配准前后对比显示,MSE减少32.1%,CC提高4.6%。结论:从配准前后差分图以及评价参数可见,该理论取得了较好的试验效果,但要真正应用到临床放射治疗中,需进一步探寻更精确的数学算法以模拟人体器官的运动。
简介:弹性参数在甜点区预测和页岩气的开发过程中扮演着重要的角色,因此研究等效弹性参数随页岩气储层属性的变化是一项很有意义的工作。研究中我们用x射线CT扫描技术获得了较为精确的页岩样品微观结构图像。从这些图像中,我们可以获得孔隙度和矿物的详细情况,据此,我们构建了三维数字岩心,并应用有限元法对弹性参数进行了数值模拟,其间深入考察了子样选取、网格划分、求解器类型以及边界条件等,该方法易于区别不同的矿物及其百分含量。本文重点研究孔隙度和干酪根含量对弹性参数的影响,计算结果表明,孔隙度和干酪根含量对弹性性质有较大的影响,当孔隙度和干酪根含量增加时,弹性模量降低,且当孔隙度小于0.75%左右、干酪根含量大于3%左右时弹性参数减小速率较缓。因为孔隙度仅仅为4.5%,孔隙中填充油或气对弹性参数的影响甚微。不同岩心样本具有不同的孔隙度和干酪根含量,传统岩石物理实验不仅昂贵而且费时,而数值模拟是基于数字岩心来计算弹性参数,更加经济、方便。本研究证实了将页岩样品的微观结构图像与弹性模量的计算相结合来预测页岩弹性参数的可行性。
简介:摘要目的探讨三维剪切波弹性成像(3D-SWE)在甲状腺良恶性结节鉴别诊断中的应用价值。方法选取2018年12月至2019年10月因甲状腺结节于四川省肿瘤医院就诊的患者75例,共计94个结节。对其行常规超声及2D-SWE、3D-SWE检查,测量最大弹性值(Emax)、平均弹性值(Emean),取样框内弹性数据离散度值(Esd)。所有结节均经手术取得病理结果。以病理结果为"金标准",绘制2D-SWE、3D-SWE不同弹性参数鉴别诊断甲状腺良恶性结节的受试者工作特征(ROC)曲线,分析比较2D-SWE与3D-SWE不同弹性参数的诊断效能。结果本研究中经病理证实良性结节共24个,恶性结节共70个。在2D-SWE横断面、矢状面及3D-SWE横断面、矢状面、冠状面,恶性结节的Emax、Emean、Esd均较良性结节大,差异均有统计学意义(P均<0.05)。2D-SWE横断面、矢状面以及3D-SWE横断面、矢状面、冠状面的Emax诊断甲状腺结节的ROC曲线下面积(AUC)分别为0.753、0.797、0.790、0.811、0.806,差异均无统计学意义(P均>0.05);Emean诊断甲状腺结节的AUC分别为0.740、0.745、0.771、0.780、0.802,差异均无统计学意义(P均>0.05);2D-SWE横断面的Esd鉴别诊断甲状腺良恶性结节的AUC小于2D-SWE矢状面、3D-SWE矢状面以及冠状面(0.675 vs 0.803/0.805/0.774),且差异均有统计学意义(Z=2.540、1.971、1.963,P均<0.05)。结论3D-SWE能够通过定量评估甲状腺结节的硬度鉴别甲状腺结节良恶性,3D-SWE矢状面及冠状面Esd综合诊断效能优于2D-SWE横断面,可作为甲状腺结节诊断的一种有效方法。