計算機脊柱模型

1、脊柱模型

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2、　復雜三維非均勻介質參數化

描述復雜儲層的不均勻性需要有靈活的三維幾何數字建模工具。通常，地質學家們基本了解地質體幾何形態的主要特徵，然而要將這些非定量的信息結合到儲層不均勻體的模擬中則是困難的。在傳統的布爾方法中，三維地質目標用一些簡單的形體來近似，這常常限制了基於布爾方法的隨機建模，並且給擬合測井數據帶來困難（Wietzerbin等1992,Dubrule等）。本節介紹一種新的生成和內插復雜三維儲層形態的方法——以DSI為基礎的一種新的CAD方法，該方法融合地質體形狀的定性數據，使復雜儲層不均勻體的模擬更加靈活。在介紹了該方法後，可以看到通過引入儲層不均勻體形態的隨機度可將本方法用於隨機建模。本方法假設大多數儲層不均勻體諸如管道（channel）、葉瓣（lobe）和透鏡體（lens）等都可以通過以下要素來描述：①脊柱：由一系列插值節點和控制節點定義的曲線軸；②脊椎集：位於控制節點沿著曲線軸分布的與其垂直的葉瓣；③表皮：沿著脊柱連接葉瓣邊界的曲面。

脊柱控制一個待定目標的基本形態並且描述它的拓撲結構（也就是說，相鄰節點是被聯系在一起的），脊椎定義規模，表皮用來裝配骨架（圖6.1和圖6.2）。該方法允許我們獨立於脊椎（管道的寬度和厚度）來模擬脊柱（管道的軸）。這種方法已經在GO-CAD項目的構架上實現（Mallet,1984,1991,1993）。

圖6.1　脊柱插值（L.J.Wietzerbin等，1994）

控制節點不變

圖6.2　三角形化表皮（L.I.Wietzerbin等，1994）

DSI的經典應用。關於DSI方法的原理在本書第三章已經作了詳細的介紹，實際工作中，DSI被廣泛地用於模擬三維多邊形和三角剖分曲面。這些幾何對象由它們的節點k∈Ω的一組坐標［φx（k），φy（k），φz（k）］來定義。除了一些控制節點在三維空間有固定和已知的位置外，另外一些未知位置的結點由DSI迭代演算法求得。任何對控制節點的修改都將引起DSI解的改變。此外，控制節點位於曲面上，並且可以被相互獨立的設置。在這一點上，DSI方法不同於基於NUBBS的方法，也不同於基於B樣條或Bezier面片的多項式插值。DSI方法同時也是用戶友好的。因為控制節點可方便地在容易預測的曲面上操作和修改，這也是在互動式建模中對高效率的要求之一。

儲層不均勻體建模。通過控制節點來進行復雜儲層不均勻體建模的一個主要問題是，要獲得精確的形體並對其參數化是很困難的。在本節方法中，不均體的形態參數是由曲線軸和橫截面集合來控制的（圖6.1和圖6.3），引入兩個與定義脊柱的多邊形線上的節點k相聯系的向量φ和V：

地質模型計算機輔助設計原理與應用

圖6.3　脊椎插值（L.J.Wietzerbin等，1994）

設φ代表三維空間中節點k的三個坐標值，用來描述脊柱的幾何特徵，V代表與節點k相聯系的n個向量集合的3×n個坐標值，用來描述節點k處的橫截面。

脊柱參數的構造。脊柱是建模的控制節點序列。每一節點對應於一個固定的φ值（即三維空間中一個固定位置）和用戶指定的一個「先驗」信息。控制節點在DSI中是不變化的，並且控制著脊柱的幾何特徵。自由節點的位置由與節點相聯系的所有φ值通過DSI插值得到（圖6.1）。

注意，控制節點不僅控制所有其他結點的位置，而且控制著多邊形線的起伏。這種起伏可以很簡單（例如由振幅和周期定義）也可以很不規則。

脊柱參數的構造。由通過以脊柱為原點的n個矢量構成的截面定義了每一個脊柱節點上的脊椎（圖6.4）。從實用的觀點出發，脊椎集合涉及到了對沿著脊柱的不均勻體的表皮的描述（圖6.2）。控制節點為脊柱提供參數。同樣，控制截面為脊椎集合提供參數，在一個特定脊柱節點上，它們相應於一個固定單一變化的V值和一個用戶指定的先驗信息。目標的整體結構由屬於脊柱的所有結點的全部V進行DSI插值獲得。圖6.3描述了由3個控制截面所控制的脊柱集合的DSI插值。此外，我們可以看到前述方法導出的另一新方法用於生成從一個葉瓣到另一葉瓣的平滑變化的表皮，這樣可以保證已知葉瓣的復雜性和它們之間的不均勻性。

圖6.4　6個矢量描述的（截面構造）脊椎（L.J.Wietzerbin等，1994）

矢量由相對於脊柱節點的3×6個實數坐標值表示

隨機建模應用

數據。數據來自圖6.5所示的6口井。它們來自一個濁流岩地區，幾何參數是石油開發的關鍵。Alabert,F.And Massonat,G.（1990）全面描述了這一區域。薄層相、管道相和葉瓣相都可看到。對於這些井資料，數據位置由圖6.6所示的參數化井徑來確定。離散化符號D（k）用於每一相k和每個相所需的精度。這樣，D（k）就成為模型權參數的一部分。

圖6.5　由相同的井數據產生的2個實現（L.J.Wietzerbin等，1994）

圖6.6　井路徑離散化成井位置數據（L.J.Wietzerbin等，1994）

假設必須考慮下列定量數據：

（1）數據位置上的相觀測資料（圖6.7）。數據位置由指示器I（u;k）來表示

地質模型計算機輔助設計原理與應用

這是強制約束條件。

圖6.7　指示數據互相關約束（L.J.Wietzerbin等，1994）

（2）井之間聯接的可能性（圖6.8）。這個約束條件源於這樣一種設想：有時可能需要對兩井之間同一相的連通可能性進行描述，此約束條件用一軟指標器，E{I0（u,u′；k））來表示：

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E{I0（u,u′；k））是同相k的地質體在位置u和u′連通的可能性。這是相關約束條件。

圖6.8　軟指示數據（相互約束）（L.J.Wietzerbin等，1994）

（3）對葉瓣和管道相的幾何體形狀統計。統計數據來自兩步結果，三維空間形體與葉瓣相相似的歸於葉瓣相，和管道相相似的歸於管道相，使用本節第一部分提到的DSI方法進行交互設計修改。

這樣得到的三維形體是葉瓣相和管道相的模板。它們的大小和方向相應於表6.1給出的常見值，這是統計約束條件。

表6.1　油藏相常見值經驗統計

形體變換操作。因為構造了特定方式的參數，我們的模型中重要的特徵是模板可以方便的變換。我們定義了四種基本的變換：在儲層中平移；擾動脊柱上的控制節點位置（也就是說，擾動脊柱的幾何特徵（圖6.9））；縮放脊椎集合的控制截面（即改變表皮的寬度和深度（圖6.10））；脊柱旋轉（即改變地質體的方向（圖6.11））。下面給出四種變換的參數。

圖6.9　控制節點位置擾動（V垂直於脊柱方向）（L.J.Wietzerbin等，1994）

圖6.10　脊柱旋轉（L.J.Wietzerbin等，1994）

圖6.11　調整脊椎大小（L.J.Wietzerbin等，1994）

（1）變化范圍。

（2）擾動。V，刻畫控制節點移動的范圍和方向（圖6.9）。對於一個特定的控制節點，r為以控制節點為圓心的不能與相鄰的圓相交最大半徑，V是方向與脊柱垂直的向量，有‖V‖＝r，對於一個給定的控制節點，由隨機平移向量T確定每一次平移，T＝α×V且α∈［-1,1］，然後用DSI插值脊柱和脊椎。

（3）縮放。p，與一個從模板中提取出的平均厚度

相有聯系（圖6.11），每次變換通過產生一個相似系數f來計算，有：

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這里F為累積分布函數，σh假定為已知。

相應的相似變換逐個被應用到所有的控制截面，並且用DSI插值脊椎。

（4）旋轉。δθ與方向有關，θ從模板中提取出（圖6.10）。旋轉變換用到來自一個隨機角θ的數據，有如下形式：

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這里σθ是由δθ計算出來的：

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在我們的模型中，四種基本變換的參數顯示在表6.2中。

表6.2　轉換參數

方法。建議使用具有最速下降優化的退火過程。對於數據位置的一個集合S和相總數nt，我們用目標函數0來度量實現與必須遵守的約束條件之間的差異。

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校正分量Oadj，反映在數據位置上有多少井指標器相符。定義如下：

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相關分量Ocor反映相關數據與模型吻合程度的好壞，由下面的表達式定義：

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在方程6.8和6.9中，｛wk｝為另外一個模型權參數。

將收斂准則定義為O取到一個足夠小的值，我們通過以下4步來實現儲層的生成。①生成初始模型——目標函數值為O；②模型擾動——目標函數值為0′；③如果0≥O′，保留新的模型，否則恢復原來的模型；④重復第②和第③步，直至進程收斂或達到迭代的最大次數。這種形成收斂准則的方法是非常方便的，因為它融合了一種對實現與所依賴數據之間吻合程度的度量准則，並且該方法很容易更新（當僅有一個形體被移動時，所有指示器並不需要重新計算）。

初始模型生成。放入一個交互設計的葉瓣相和管道相的三維模板，尺寸和方向符合表6.1給出的常見值。圖6.12顯示了兩個基本的形體。葉瓣形體的參數通過兩個控制節點和四個控制截面來構造，而管道形體由兩個控制節點和四個控制截面構成。另外，相k儲積體的數量為：

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圖6.12　初始形狀大多數為耳垂和管道狀相（L.J.Wietzerbin等，1994）

其中，Vt為儲層的體積；vk為儲層中不均勻體的平均體積；nk是屬於相k形體數量；pk為相k在儲層中的體積比。這個公式考慮了不同形體之間的交叉，並假設這些形體在儲層中都是隨機分布的。

每個地質體的生成都是通過先形成一個模板上的形體，然後對形體進行變換（順序的通過變換1到變換4）來實現的。這樣產生的是符合統計約束條件（形體大小、方位、分布比例等符合統計規律）的隨機初始模型。然後，形體的變化不僅在尺寸和方位上，在幾何形態上也變化，圖6.13給出了這樣一個初始模型。

圖6.13　圖6.5實現2的初始結果（L.J.Wietzerbin等，1994）

迭代過程。擾動過程包含下面幾步：

（1）檢測儲層中的地質體。

（2）對於每一地質體，①選擇四種變換之一；②變換地質體；③計算新O值；④如果新的O值減小則保留新的變換體，否則恢復以前的形體。

（3）如達到最大迭代次數或進程收斂，停止進程，否則繼續步驟2。

另外，變換的參數可能在建模進程中交互修改，允許在變動過程中進行控制。例如，可以在模擬已經較完美的情況下，可減小平移的范圍或縮小控制節點的擾動范圍。

結果。圖6.5展示了隨機模擬的結果的2個不同的實現。選擇的變換是平移，六口井的井跡被離散化成52個數據位置。這樣，要使用的指示器數據個數為52×3=174。模型的權參數D（k）＝2,｛wk}=1。每一次實現完成500次迭代，在一台20MIPS的機器上平均要20min。圖6.14顯示了模型的最終實現；圖6.13為相同模型的初始實現。圖6.5中實現1顯示的模型用了一個相關約束條件：兩個數據位置由其中之一的相關可能性約束。這個約束條件要遵從。僅是與井跡相交的地質體被顯示出來。實現2沒有加入相關約束條件。然而，我們觀察與實現1中被約束的兩個特定數據位置發現，有兩種相連的情況和三種不相連的情況。這里也是僅有與井跡相交的地質體被顯示出來。

圖6.14　圖6.5實現2的最終結果（L.J.Wietzerbin等，1994）

實例充分說明了方法的功能，它對測井數據位置有相當好的吻合，盡管這是一些Bool-ean數。另一點是，由於方法具有很好的交互性，這給進程的後處理帶來可能。例如，可以對特定地質體的體積進行計算並且對模型進行局部修改。更重要的是，在進程中允許交互處理。

事實上，模擬過程可以隨時中止或進行參數修改（即所使用的變換類型或使用參數的范圍）。也可以凍結某些地質體，然後對模型進行局部修改，該方法主要致力於由測井數據定義幾何特徵的包含不均勻體的儲層建模。當井間距離相對於砂體尺寸較小時，該方法由於其完整的井間約束而特別有效。

最後對本方法的步驟概述如下：第一步，與地質學家交流，了解儲層的地質信息。第二步定位地質體並且確定它們的幾何形態。第三步，通過選擇變換方式來控制變動進程。最後一步要考慮目標函數的特性，目標函數應該容易地通過分量相加而得到全局表達式（即可以為模型增加更多的約束條件）。今後的研究將致力於引入不同地質體之間的相互作用，例如，無交叉性約束等。

3、什麼是計算機模型？我在書上看是一種預測分析軟體，是嗎？

現代電子計算機的體系結構及實際計算模型來自馮.諾依曼的思想。 1946年他和他的同事們提出了"程序放入內存，順序執行"的思想

4、模型計算機LDDR！！

DDR2（Double Data Rate 2） SDRAM是由JEDEC（電子設備工程聯合委員會）進行開發的新生代內存技術標准，它與上一代DDR內存技術標准最大的不同就是，雖然同是採用了在時鍾的上升/下降延同時進行數據傳輸的基本方式，但DDR2內存卻擁有兩倍於上一代DDR內存預讀取能力（即：4bit數據讀預取）。換句話說，DDR2內存每個時鍾能夠以4倍外部匯流排的速度讀/寫數據，並且能夠以內部控制匯流排4倍的速度運行。 我只知道這個。

5、物理模型、概念模型、數學模型、計算機模型分別是什麼？

①所研究的系統、過程、事物或概念的一種表達形式。模型可以是物理實體,也可以是某種圖形或者是一種數學表達式。用這種方法處理可以大大減少實驗工作量,還有助於了解過程的實質。有的化工過程如反應過程是化學反應與傳遞過程(物理過程)相互影響的過程,而化學反應與物理過程往往不可能同時滿足化學相似和物理相似的條件。因此傳統的因次論、相似論方法不再適用,這時可用模型法進行研究。②根據實驗、圖樣放大或縮小而製作的樣品,一般用於展覽或實驗。③鑄造機器零件等用的模子。數學模型是近些年發展起來的新學科,是數學理論與實際問題相結合的一門科學。它將現實問題歸結為相應的數學問題,並在此基礎上利用數學的概念、方法和理論進行深入的分析和研究,從而從定性或定量的角度來刻畫實際問題,並為解決現實問題提供精確的數據或可靠的指導。一、建立數學模型的要求:1、真實完整。 1)真實的、系統的、完整的,形象的映客觀現象; 2)必須具有代表性; 3)具有外推性,即能得到原型客體的信息,在模型的研究實驗時,能得到關於原型客體的原因; 4)必須反映完成基本任務所達到的各種業績,而且要與實際情況相符合。 2、簡明實用。在建模過程中,要把本質的東西及其關系反映進去,把非本質的、對反映客觀真實程度影響不大的東西去掉,使模型在保證一定精確度的條件下,盡可能的簡單和可操作,數據易於採集。 3、適應變化。隨著有關條件的變化和人們認識的發展,通過相關變數及參數的調整,能很好的適應新情況。 追問： 那其他的模型指什麼？

6、現在的計算機基於（）模型，該模型由哪五大部分組成

馮·諾依曼，五大部分：運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備。

馮·諾伊曼體系結構是現代計算機的基礎，現在大多計算機仍是馮·諾伊曼計算機的組織結構，只是作了一些改進而已，並沒有從根本上突破馮體系結構的束縛。馮·諾伊曼也因此被人們稱為「計算機之父」。

馮·諾依曼提出了計算機製造的三個基本原則，即採用二進制邏輯、程序存儲執行以及計算機由五個部分組成（運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備），

(6)計算機脊柱模型擴展資料：

根據馮·諾伊曼體系結構構成的計算機，必須具有如下功能：把需要的程序和數據送至計算機中。必須具有長期記憶程序、數據、中間結果及最終運算結果的能力。

能夠完成各種算術、邏輯運算和數據傳送等數據加工處理的能力。能夠根據需要控製程序走向，並能根據指令控制機器的各部件協調操作。能夠按照要求將處理結果輸出給用戶。

將指令和數據同時存放在存儲器中，是馮·諾伊曼計算機方案的特點之一。計算機由控制器、運算器、存儲器、輸入設備、輸出設備五部分組成。馮·諾伊曼提出的計算機體系結構，奠定了現代計算機的結構理念。

參考資料來源：網路——馮·諾依曼結構

7、計算機里的三維模型怎樣製作成實際模型？

有呀，不過掃描後還是需要建模之類的才可以真正的形成你所說的三維模型，你可以到專門做掃描服務的公司，如果你是想列印東西的話，也可以直接到3d列印服務公司掃描，他們可以幫你掃描後設計成你所說的三維模型再列印出來你想要的汽車模型。關於掃描和3d列印的可以到我的空間聯系

8、請問，第一代計算機的模型大概是什麼樣子？

第一代電腦是老祖宗ENIAC。
ENIAC，全稱為Electronic Numerical Integrator And Computer，即電子數字積分計算機。ENIAC是世界上第一台通用計算機，也是繼ABC（阿塔納索夫-貝瑞計算機）之後的第二台電子計算機。
它是圖靈完全的電子計算機，能夠重新編程，解決各種計算問題。它於1946年2月14日在美國宣告誕生。 承擔開發任務的「莫爾小組」由四位科學家和工程師埃克特、莫克利、朱傳榘、戈爾斯坦、博克斯組成。
總工程師埃克特在當時年僅25歲。
世界上第一台現代電子計算機埃尼阿克(ENIAC)，誕生於1946年2月14日的美國賓夕法尼亞大學，並於次日正式對外公布。
ENIAC長30.48米，寬6米，高2.4米，佔地面積約170平方米，30個操作台，重達30英噸，耗電量150千瓦，造價48萬美元。它包含了17,468根真空管（電子管）7,200根晶體二極體，1,500 個中轉，70,000個電阻器，10,000個電容器，1500個繼電器，6000多個開關，計算速度是每秒5000次加法或400次乘法，是使用繼電器運轉的機電式計算機的1000倍、手工計算的20萬倍。
希望我能幫助你解疑釋惑。