书籍名称：多相离散随机介质及其探地雷达数值模拟
页数：119
作者：郭士礼著
出版时间：2016
ISBN：9787562538110
出版社：武汉：中国地质大学出版社
简介：本书以“多相离散随机介质及其探地雷达数值模拟”为中心，共分6章。第1章为绪论。简要地阐述了本书写作的日的和意义，分析了国内外研究现状及存在的问题，简述了本书的主要内容。第2章主要介绍探地雷达的理论基础与数值模拟方法。简要介绍了探地雷达系统组成与电磁波的基本传播理论，讨论了时域有限差分原理、迭代公式、数值稳定性与数值色散条件等；着重推导了UPML吸收边界条件的迭代公式，最后通过实例展示了UPML吸收边界条件的有效性。第3章主要讨论探地雷达蝶形天线的数值模拟方法。分析了探地雷达蝶形天线所具有的方向性、极化特性、振铃效应、屏蔽设计以及地下介质对蝶形天线的加载作用等特点；根据商用蝶形天线的几何学特征、激励波形、电阻加载方式及屏蔽吸波机理建立了其时域有限差分模型；数值模拟了蝶形天线的几何学特征、电阻加载方式、屏蔽吸波材料，天线离地高度和地下介质介电特性对蝶形天线辐射特性的影响。第4章为沥青混凝土介质类型与特征及其建模研究。根据不同沥青混凝土路面结构层芯样测量结果及其横、纵切片的介电常数分布图，研究了沥青混凝土路面不同结构层介电常数在空间上的随机分布特征，估算了其白相关长度、自相关角度及自相关函数的类型；提出了多相离散随机介质的建模方法，建立了不同沥青混凝土路面结构层的多相离散随机介质模型。第5章针对不同空隙率的沥青混凝土多相离散随机介质模型，采用线性模型、CR工M模型估算了不同空隙率的多相离散随机介质模型等效介电常数，并对空隙率为4％的多相离散随机介质及其相应的等效介电常数均匀介质进行了基于探地雷达蝶形天线的三维正演数值模拟，对比了多相离散随机介质和均匀介质的探地雷达波场特征，同时验证了等效介电常数估算结果的准确性。基于探地雷达蝶形天线的波场特征，提出了定量计算不同高速公路沥青混凝土路面结构层空隙率的方法；研究了多相离散随机介质中裂缝宽度与其顶部中点处振幅强度之间近似线性的变化规律；研究了多相离散随机介质中层间脱空厚度与其反射波振幅强度之间的对应变化规律，为定量计算裂缝宽度、层间脱空厚度提供了科学依据。第6章全面总结了本书的主要内容，阐述了存在的问题及以后的研究方向。
前部分目录
1 绪论——1
1.1 引言——1
1.2 国内外研究现状——2
1.2.1 路面结构层材料介电特性的研究现状——2
1.2.2 随机介质模型的研究现状——3
1.2.3 探地雷达蝶形天线FDTD建模与模拟的研究现状——3
1.2.4 探地雷达三维数值模拟的研究现状——4
1.2.5 存在的问题——5
1.3 主要内容概括——5
2 探地雷达的理论基础与数值模拟——7
2.1 探地雷达的理论基础——7
2.1.1 探地雷达系统组成及工作原理——7
2.1.2 麦克斯韦方程组与本构关系——8
2.1.3 电磁场波动方程——8
2.1.4 电磁波的辐射——9
2.1.5 电磁波的散射——10
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