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1、固体地球物理学硕士研究生专业教学大纲地球物理与石油资源学院2004年9月5日地震波理论教学大纲一 课程名称：地震波理论1 学时：60 学分:32 课程应用范围：固体地球物理专业及相关专业的硕士研究生3 学生应在学习过数学物理方程、积分变换复变函数等课程的基础上学习本课程。4 任课教师：刘瑞林、章成广二 教学目的使学生掌握弹性波动方程的建立，弹性波传播的基本原理与基本解，震源的基本表示，波在界面处的反射、折射与转化，面波与体波，多层介质中波的传播等内容，以使学生对地震波理论有较好的理解。三 基本教材和参考书1美 安艺敬一，P.G. 里查兹，定量地震学（理论和方法），第一卷，北京：地震出版社，19
2、81。2美 阿肯巴赫，弹性固体中的波，上海：同济大学出版社，1992。3郭自强，固体中的波，北京：地震出版社，1982。四 教学内容及学时分配第一章结论。 2小时第二章弹性波动方程及基本解 12小时 第一节方程的建立 第二节应力应变关系及对称性化简 第三节唯一性定理及互易性定理 第四节Green函数第三章震源的表示方法 4小时 第一节内表面的表示定理：等效表示 第二节体积源第四章点源产生的弹性波 8小时 第一节问题的提出 第二节各向同性均匀无限介质弹性力学Green函数解及渐近解 第三节无限均匀介质中的双力耦解 第四节点源产生的远场P波与S波的射线近似第五章均匀介质中的平面波及在界面上的反射透
3、射 12小时 第一节弹性介质中的平面波的基本性质 第二节反射、转换和透射的基本方式 第三节非均匀波、相移和界面波 第四节分析平面波的矩阵方法 第五节波在介质中的衰减第六章球面波的反射与折射 4小时 第一节球面波分解 第二节球面波在平面上的反射第三节弹性半空间中的球面波第七章垂向非均匀介质中的面波 10小时 第一节面波的基本性质 第二节传播矩阵方法 第三节Love波和Rayleigh波性质 第四节非均匀介质Green函数中的面波项第八章多层介质中的体波 10小时 第一节广义射线分析 第二节多层介质的反射率法 第三节射线理论第四节不同方法的讨论五 教学安排课堂讲授：46小时讨论：10小时其它：4小
4、时六 考核办法理论考试与读书报告相结合编写人:刘瑞林偏微分方程数值解法教学大纲一、 课程名称：偏微分方程数值解法1、 学时：40学时2、 课程应用范围：地球探测与信息技术专业硕士研究生3、 学生在修完数值分析和数学物理方程等课程的基础上学习本课程。二、 教学目的使学生了解各种类型偏微分方程的特点、离散方程组的通用计算机求解算法以及通用的偏微分方程的离散方法，包括有限差分法、有限元素法、边界元素法等。结合地球物理的应用，介绍几种常用的数学物理方程（波动方程和扩散方程）的数值解法及编程实现，为地球物理探测技术中不同方法的正演模拟研究和资料处理方法研究打下基础。三、基本教材及参考书基本教材偏微分方程
5、数值解法，南京大学编著，科学出版社，1979年版参考书1、 数学物理方程及其数值解法，高应才编，高等教育出版社，1983年版；2、 偏微分方程的有限差分方法，G. E. 福雪斯等，上海科学技术出版社，1979年版；3、 电磁场数值计算，倪光正等编著，高等教育出版社，1996年版；4、 Numerical Solution of Partial Differential Equations. J. G. Gram, 1973年版。四、 教学内容及学时分配第一章 数学物理中的偏微分方程 第一节 基本概念 （2学时）第二节 典型方程一、 弦振动方程二、 波动方程三、 热传导方程四、 扩散方程五、 势
6、方程第三节 定解问题 （2学时）一、 初始条件和初值问题二、 边界条件和边值问题三、 混合问题四、 适定性问题五、 广义解六、 叠加原理七、 齐次化原理第二章 离散方程组的计算机解法第一节 概述 （2学时）第二节 直接解法 （2学时）一、 高斯消去法二、 列主元素消去法三、 平方根法四、 分块算法五、 特征值法第三节 迭代法 （2学时）一、 超松弛法二、 共轭梯度法三、 迭代收敛性第三章 有限差分法第一节 概述 （2学时）第二节 差分格式的建立 （2学时）一、 基本公式二、 边界条件第三节 典型算例 （4学时）一、 热传导方程二、 双曲型方程三、 Laplace方程四、 Helmholtz方程
7、五、 椭圆型方程第四节 编程实习 （2学时）第四章 有限元法第一节 概述 （2学时）第二节 变分原理第三节 有限元方程的建立 （4学时）一、 剖分方法二、 有限元方程三、 后处理四、 对称性第四节 典型算例 （2学时）一、 常微分方程二、 双曲型方程三、 抛物型方程四、 椭圆型方程第五节 编程实习 （4学时）第五章 边界元法第一节 概述 （2学时）第二节 基础知识第三节 边界积分方程 （2学时）第四节 典型算例 （2学时）第五节 编程实习 （2学时）五、 教学安排1、 课堂讲授：32学时2、 计算机编程实习：8学时六、 考核办法考查 编写人：严良俊地球物理反演教学大纲一、课程名称：地球动力学1
8、、 学时：4050 2、 适用专业：地球探测与信息技术、固体地球物理专业硕士研究生3、 先修课程：线性代数、矩阵理论、地球物理学二、教学目的使学生掌握地球物理反演的基本理论和基本方法，掌握参数化模型的最小长度解，掌握广义反演常用方法，掌握BG反演理论，了解常用的非线性反演方法。为学生今后的工作和科研打下良好的基础。三、基本教材和参考书基本教材：地球物理反演理论，王家映编著，高等教育出版社，2002参考书：1、地球物理反演的理论和方法，杨文采著，地质出版社，19972、地球物理反演，傅淑芳著，北京大学出版社，1998四、教学内容及学时分配第一章 线性反演理论概述（46学时）1、 反演理论的目的和
9、任务2、 数学物理模型和响应函数的正演问题3、 非线性问题的线性化和连续模型的离散化4、 解的评价第二章 参数化模型的最小长度解（8学时）1、 线性反演问题的最小方差解2、 欠定问题的解法3、 混定问题的解法4、 先验信息在模型构制中的应用5、 线性规划L1范数解6、 L范数解第三章 广义反演法（8学时）1、 广义逆矩阵的概念2、 奇异值分解和自然逆3、 广义反演法4、 分辨率矩阵5、 特征值的应用6、 最佳折中解第四章 Backus-Gilbert反演理论（1012学时）1、 连续介质的反演理论2、 BG线性评价3、 BG反演理论在反褶积中的应用第五章 非线性反演理论（1016学时）1、 共
10、轭梯度法2、 变尺度法3、 蒙特卡洛法4、 模拟腿火法5、 遗传算法6、 人工神经网络法7、 多尺度反演五、教学安排理论教学：4050学时六、考核方式根据所学内容写一篇小论文或读书报告。 编写人：陈传仁地球动力学教学大纲一、课程名称：地球动力学4、 学时：4050 5、 适用专业：固体地球物理专业硕士研究生6、 先修课程：理论力学、地球物理学二、教学目的使学生掌握地球动力学的基本理论和基本方法，掌握地应力起因、种类及特点，掌握造山运动、潮汐等自然现象的产生原因，掌握用天体坐标系描述天体运动的方法。为学生今后的工作和科研打下良好的基础。三、基本教材和参考书基本教材：地球原动力，刘全稳著，地质出版
11、社，2002参考书：1、D.L.特科特等地球动力学韩贝传等译，地震出版社，19822、L.利布特里，大地构造物理学和地球动力学，孙坦译，地质出版社，19863、陈永生，李自安，地球形成与演化的一种新说法，石油工业出版社，1998四、教学内容及学时分配第一章动力分析体系（6学时） 第一节 平面质点受力运动第二节 空间质点受力情况第三节 物理特性第四节 作用力定义第五节 球面质点受力分布第二章地球的强中纬力（6学时）第一节 地球的受力作用分带第二节 强中纬力的一般特点第三节强中纬力的表现特征第四节 强中纬力的作用效果第五节 应用前景第三章地球的潮汐力（6学时）第一节 潮汐概况 第二节 潮汐力的理论特征第三节 海潮的描述
