中南大学地球科学学术文库 探地雷达数值模拟与偏移成像的旋转交错网格FDM算法
作者：张彬，戴前伟，冯德山 著
出版时间：2018年版
丛编项： 中南大学地球科学学术文库
内容简介
《探地雷达数值模拟与偏移成像的旋转交错网格FDM算法/中南大学地球科学学术文库》阐述了探地雷达（GPR）标准交错网格及旋转交错网格（RSG）正演模拟及偏移成像的研究现状及发展趋势，开展了旋转交错网格有限差分（FDM）算法的理论研究与在探地雷达正演及偏移中的应用研究，系统地论述了旋转交错网格有限差分（FDM）算法的基本理论。包括RSG算法的数值稳定性和正确性验算、标准交错网格FDM正演、旋转交错网格FDM正演、UCPML吸收边界条件与RSG的融合算法、FDM逆时偏移、线性变换差分逆时偏移、RSG差分逆时偏移，并以水利工程、隧道工程和市政工程三类典型的GPR偏移成像案例开展实验研究，以期提高复杂变速介质和强衰减频散介质中GPR的成像精度，促进复杂介质中GPR三维偏移及全波形多参数反演技术的进一步发展。《探地雷达数值模拟与偏移成像的旋转交错网格FDM算法/中南大学地球科学学术文库》可供从事探地雷达数值模拟、偏移成像及试验检测领域的相关研究人员参考使用，也可作为高等院校相关专业的教师、研究生和高年级本科生的教学参考用书。
目录
第1章 绪论
1．1 引言
1．2 探地雷达信号处理技术国内外研究进展及发展趋势
1．2．1 探地雷达正演数值模拟的研究进展
1．2．2 探地雷达偏移成像的研究进展
1．3 标准交错网格FDM算法的研究现状
1．4 旋转交错网格FDM算法的研究现状
1．5 本书结构及主要工作
第2章 SSG时域FDM算法正演模拟基本理论
2．1 SSG时域FDM算法的基本方程
2．1．1 麦克斯韦时域微分方程
2．1．2 本构关系
2．1．3 Yee氏交错网格
2．2 交错网格中的三维时域FDM方程
2．3 交错网格中的二维时域FDM方程
2．4 时域FDM算法的数值稳定性和色散
2．4．1 数值稳定性
2．4．2 数值色散
2．5 时域FDM激励源
2．6 完全匹配层吸收边界条件
2．6．1 吸收边界条件的研究进展
2．6．2 PML吸收边界条件
2．6．3 问题空间的分裂场PML方程
2．6．4 非分裂递归卷积完全匹配层
2．6．5 吸收边界条件数值算例
2．7 本章小结
第3章 RSG时域FDM算法正演模拟基本理论
3．1 RSG差分格式
3．1．1 RSG差分离散
3．1．2 TMy极化模式的RSG时域FDM更新方程
3．2 RSG时域FDM算法计算流程
3．3 RSG算法稳定性和正确性验证
3．3．1 简单薄层介质地电模型
3．3．2 复杂非均匀突变介质地电模型
3．4 非分裂递归卷积完全匹配层吸收边界条件
3．4．1 TMy极化模式下场分量的RSG差分算子
3．4．2 RSG差分离散的UCPML吸收边界条件
3．5 基于UCPML的RSG算法正演模拟算例
3．5．1 衰减夹层模型
3．5．2 色散镶嵌模型
3．6 本章小结
第4章 RSG算法的逆时偏移成像基本理论
4．1 Kirchhoff积分偏移
4．1．1 简谐波的Kirchhoff积分公式
4．1．2 脉冲波的Kirchhoff积分公式
4．2 频率波数域F-K偏移
4．3 差分逆时偏移
4．3．1 逆时偏移的基本原理
4．3．2 FDM逆时偏移
4．3．3 线性变换差分逆时偏移4．3．4 RSG差分逆时偏移
4．4 复杂变速介质地电模型正演数据的偏移实例
4．5 本章小结
第5章 介电参数数值试验与实验数据的GPR偏移成像
5．1 典型钢筋混凝土模型的数值实验
5．1．1 钢筋混凝土模型的单介电参数数值实验
5．1．2 钢筋混凝土模型的双介电参数数值实验
5．1．3 电导率、相对介电常数和波速的相关关系拟合
5．2 典型复杂介质的GPR实验数据的偏移成像
5．2．1 含富水层的抽水蓄能电站库底渗漏区域GPR实验数据
5．2．2 含双层钢筋网和工字钢的隧道底部隐蔽病害GPR实验数据
5．2．3 含钢筋框架的综合管廊混凝土隐蔽病害GPR实验数据
5．3 本章小结
第6章 总结
6．1 本书主要研究成果及创新点
6．2 不足之处及今后的研究工作
参考文献
