地质工程数值计算考试复习重点

十八子十八子2014.1.71•地质统计样本特征数及其概念？答：1、平均数：指在一组数据中所有数据之和再除以数据的个数。2•中位数：居于样本数据中间位置的数值，即将总频数二等分的变量值称为中位数3、众数：在容量为n的样本数据中，对应于最大频数的变量值，称为众数4.极差：是一批样本数据中最大数值与最小数值之差5、方差：方差是各个数据与平均数之差的平方的平均数。标准差：它是方差的平方根，又称根方差。6、变异系数：样本数据的标准差与平均值之比称为变异系数。7、偏态系数：以平均值与数中位数之差对标准差之比率来衡量偏斜的程度，用SK表示偏斜系数:偏态系数小于0因为平均数在众数之左，是一种左偏的分布，又称为负偏。偏态系数大于0因为均值在众数之右，是一种右偏的分布，又称为正偏。8、峰态系数：表征概率密度分布曲线在平均值处峰值高低的特征数。2•地质数据的概念和类型及特点？答：地质数据是表示地质信息的数、字母和符号的集合。从广义的角度来说，地质数据既可以是定量的，也可以是文字的说明，甚至是图形的显示；从狭义的角度来说，地质数据主要是指定量的和定性的地质数据。地质数据的主要类型有：（1）观测数据：对各种研究对象直接进行观测或度量所获得的数据。分为定性数据（其中包括明义型数据和有序型数据）和定量数据（其中包括间隔性数据和比例型数据）（2）综合数据：由观测数据经有限次算术或代数运算后得到的具有明确地质意义的综合性数据。（3）经验数据：在研究地质系统的变化规律时，根据大量实际观测值归纳出来的或根据经验公式计算而得出的经验值。地质数据的特点：（1）地质数据的类型多、性质不以，反应的地质内容十分广泛，数量的多寡和数据的精度相差悬殊，量纲变化大，数据水平的高低亦不一样。（2）地质数据由于反映多种地质作用迭加的结果而具有混合分布的特征。（3）目前仍以定量数据为主，定性数据的定量化研究和应用尚处于早期的开发阶段。3•如何理解储层概念模型、静态模型、预测模型？答：储层概念模型是指把所描述油藏的各种地质特征，特别是储层，典型化、概念化，抽象成具有代表性的地质模型。只追求油藏（储层）总的地质特征和关键性地质特征的描述，基本符合实际，并不追求所有局部的客观描述。静态模型也称实体模型，是把一个具体研究对象（一个油田、一个开发区块或一套层系）的储层，依据资料控制点实测的数据将其储层表征在三维空间的变化和分布如实的描述出来而建立的地质模型，并不追求控制点间的预测精度。预测模型不仅忠实于资料控制点的实测数据，而且追求控制点间的内插与外推值具有相当的精度，并遵循地质和统计规律，即对无资料点有一定得预测能力。概念模型、静态模型和预测模型的区别：1）研究阶段的区别。概念模型应用于油田的勘探与开发早期；静态模型应用于油田开发中期，一般是开发井网完成后进行；预测模型应用于油田开发后期。2）研究方法的区别。概念模型一般以储层地质学（沉积学）和写实的描述方法为基本手段，尽可能直接利用岩心资料来建立概念模型，避免依赖测井解释等间接资料;静态模型的研究方法主要是在概念模型的基础上，充分应用开发井的各种资料，采用地质统计学方法来描述储层在二维或三维空间的实际特征；预测模型主要是采用随机建模技术，即将等概率的随机抽样方法（蒙特卡洛）与确定性的插值方法（克里金）相结合，所形成的地质统计学随机算法，来产生多个高精度的随机实现图像（预测模型）。3）产生作用的区别。概念模型在勘探初期具有极大的指导价值，将成功油气区的储层概念模型结合本地的实际情况能够有效地指明靶区部位及特点，从油田发现开始，到油田评价阶段和开发设计阶段，主要应用概念模型研究各种开发方案与战略问题；静态模型为油田开发实施方案（即注采井别的确定、射孔方案实施等）、日常油田开发动态分析和作业实施、配产配注方案和局部调整服务；预测模型能够准确地描述储层参数的空间分布，指导调整开发方案进行剩余油地开采。4、结合具体实例和典型的定权聚类白化权函数给出灰色变权聚类数列的具体步骤？答：3、灰色变权聚类步骤：■确定评估对象，以及评估对象的灰类数$,选定评估指标x.（7=1,2,…；■给出j指标血子类白化权函数//（•）（；=X2,…=1,2,…汕）3■求/指标k子类的权重可：（J=1,2,…严裁=1,2,…用）1）对于典型白化权函数，令2冷（工：⑵"⑶）2）对于下限测度白化权函数，令町=塔（3）3）对于适中测度白化权函数和下限测度白化权TOC\o"1-5"\h\z函数，令；I：=咒：（萄.则可得：t於ArJ/=!4-求变权聚类系数向量：6二…b：｝matm二」Zf；g”心工…工＞I＞=1j=l;=1J5聚类’设tr*=max（＜7｝，则评估对象属于灰类氐01应处t'丿5、层次分析法基本原理及建立的步骤方法？答：基本原理：层次分析法根据问题的性质和要达到的总目标，将问题分解为不同的组成因素，并按照因素间的相互关联影响以及隶属关系将因素按不同层次聚集组合，形成一个多层次的分析结构模型，从而最终使问题归结为最低层（供决策的方案、措施等）相对于最高层（总目标）的相对重要权值的确定或相对优劣次序的排定。运用层次分析法构造系统模型时，大体可以分为以下四个步骤：1•建立层次结构模型2•构造判断（成对比较）矩阵3•层次单排序及其一致性检验4.层次总排序及其一致性检验。6、有限单元法和离散单元法的基本思想、主要特点与区别？答：1、有限单元法的基本思想：先化整为零，再集零为整。即将原结构划分为许多小块（单元），用这些离散单元的集合体代替原结构.用近似函数表示单元内的真实场变量，从而给出离散模型的数值解。能灵活处理和求解各种复杂问题，应用广泛。特点：（1）概念简单，容易理解。（2）适应性强，应用范围广泛。3）采用矩阵形式表达，有利于计算机引入具有计算的高效性.（4）需编程，前后处理较麻烦。2、离散单元法的基本思想：3.2离散单元法求解问题的基本思想味散单注窕址初的研究对線主甥吋岩石萼菲连续介质的丈学行为。it基本思想赴将岩石看成是有斷层、节理、裂越藩结构面切割而咸的一T个刚性或若可变冊块体°块禅与块体之间通过叫、面或避边进行接触，块怵可以平移、转动或者变形・节腔面可以誠医缩、幷离或滑动.听疗块持镣嵌排列.曹给定决阵一牛外力或者边界位稱约東时.齐个块林禎边界的于扰下就盘产生力和力矩的作用，由牛顿籍二定律可以得到各怕块体的加連度，然后对时间进行秋分.就可页俄次求出块体的血移和速J®,最后得到块体的变形量*块体的位移矢屋的方向会相应被调雅.这样只会产生新的力和力矩的作用"如此循卑，直到所有的块休达到一抻平衡状态或菇处于某种运动状态。离散单元法的特点：岩体或颗粒组合体被模拟成通过角或边的相互接触而产生相互作用。块体之间边界的相互作用可以体现其不连续性和节理的特性。使用显式积分迭代算法允许有大的位移、转动和使用。7、地下结构物理模型实验所要遵循的相似关系或准则？答：K几何相似要求模型与原型的几何形状相似。为此,必须将原型的尺寸，包括长度J宽度、高度等都按一定的比例缩小（或放弟Q做成模型。设坊和匚分别代表原型和模敦"长度”,这里，L表示一个广义的长度，可讯是长、.宽、高等。脚标卩表示原型，脚标眈表示模型，下同。以①代表5和—的比值，称为长度比尺，则几何相似要求笛为常数，即：0—Lp/Lm=const

因面积是长度的二次方，所以面积比尺为：又因体积是长度的三次方，仪体积比为：一般说来，模型越大，越能反映原型的实际情况（原型实际上是0=「但往往由于各方面的条件限制，模型又不能做得太大乜通常模拟矿山采场用K严50〜100,大型洞室群常常采用300左右，即将原型缩小为1/50〜1/100、或1/300o2、运动相似要求模型与原型中，所有造对应点的运动情况相似，即要求各对$的速度、加速度、运动时间等都成一尢比例。设以冷和切分别夷不療型和横型中对应点完成沿几何相似的轨道运动所需的时间，以K/弋表F和/的比值，称为时间比尺，则运动相权要求0为常数，即tJ/tm=Kt=COnSt

3＞动力相似、、!考虑构造应要求模型与原型的所有作用力都相似。!考虑构造应对于地应力问题，要考虑重力作用，力作用。在这种情况下，首先要求重力相働口设以戸才%、b和尸厂灯vm＞分别表示原型和模型对应部亀的重力、容重和体积，因为；P严畀讯Pm=ymVm所以在几何相似的前提下，要求容重比尺为常数；IKy=yp/ym=const应变、应力、弹模、泊松比等如应力比尽为：/必/舛二PJ心儿W掘乙厶由长度的几何比尺K八时间比尺应变、应力、弹模、泊松比等如应力比尽为：/必/舛二PJ心儿W掘乙厶由牛顿定律可以推出时间比尺与几何比尺的关系为:1Kt=Kt2在进行静力模型试验吋一般不考虑吋间比尺，但是如果要考虑流变或蠕变特性，即使是静力问题也要考虑吋间比尺。8、结合专业方向试选一具体问题说明数值模拟的具体步骤？答：煤层气数值模拟：1、建立地质模型2、建立数学模型