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1.
基于二次插值的线源可控源有限元数值模拟 总被引：3，自引：0，他引：3
在准静态近似条件下,采用矩形网格单元和双二次函数插值就频率域二维线源边值问题进行了有限元数值模拟。在二维地电条件下,给出了边值问题和变分问题,并通过有限单元法对模型进行单元剖分、插值、积分和整体合成,最后通过求解复系数方程组得到了地表视电阻率响应。引入伪delta函数模拟线源,消弱了源带来的奇异性。通过与均匀大地以及层状介质模型的解析解对比,平均相对误差分别为0.71%和1.12%。建立了两个异常体模型,数值模拟表明异常响应比较明显,为进一步实现三维可控源电磁法有限元数值模拟提供了基础。 相似文献
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在二维地电模型中,倾子资料作为大地电磁测深实测资料之一,能够很好地反映地下介质在水平方向的不均匀性,可以作为复杂地质构造的表征.这里采用矩形网格单元的双二次插值有限元法对MT的倾子响应进行正演模拟,通过对异常体在不同条件下倾子数值的分析,结果表明,倾子异常的幅值不仅与上覆层的电导率、厚度以及观测频率有关,还与水平非均匀界面两边介质电导率的对比度,以及地下介质尺寸的大小有关.因为倾子响应的异常幅值很小,在实际观测中由于受到多方面的干扰,且地下异常体的几何不规则性,于是倾子响应的异常也是诸多情况的综合反映.通过对倾子影响因素的分析,可以更加准确地利用倾子资料进行地质解释. 相似文献
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《物探化探计算技术》2019,(5)
有限元求解大地电磁正演问题时,对研究区域的剖分常规做法是采用规则化的网格。但规则化网格在剖分地形、断层、褶皱等复杂模型会产生较大的几何离散误差。针对上述情况,这里采用非结构化的四边形网格对二维地电模型进行网格剖分,并与自适应有限元相结合,由剖分的粗网格出发,利用每个频点下网格单元的后验误差估计值指导网格的局部加密,优化网格质量和数量,从而提高正演模拟的精度。通过一维K型地电模型利用本文方法算出数值解与解析解进行对比分析,验证了自适应有限元法在求解大地电磁二维正演模拟中的有效性。并通过对断层、褶皱模型的正演模拟,分析了其大地电磁正演响应特征。 相似文献
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在二维地电模型中,大地电磁测深倾子资料可以很好地反映地电构造的水平非均匀性,特别是在解释垂直或者倾斜板状体的空间分布情况时,可以起到十分重要的作用,在实际应用中可以用来寻找断裂,判断其走向、倾向、埋深和规模。应用有限单元法分别对水平、垂直和倾斜的板状模型进行正演模拟,该算法采用矩形网格内进一步三角形细化的方式剖分模型,通过三角形网格提高了对倾斜接触面的近似程度,同时增加计算量不明显,然后计算出倾子的实部、虚部和振幅的资料。研究结果表明:倾子响应对介质电性水平不均匀反映十分灵敏,特别是对横向低阻异常体,同时对异常体的位置和埋深也有清楚的显示。 相似文献
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频率域激发极化法有限元数值模拟 总被引：2，自引：1，他引：1
在频率较低和忽略电磁效应的情况下,利用有限单元方法和Cole-Cole模型对频率域激发极化法进行数值模拟.首先在三维地电条件下,给出电场的边值问题和变分问题,将Cole-Cole模型的频率响应引入到地电模型中,运用有限单元法对模型进行单元剖分、插值、积分和总体合成等,通过解方程最后得到表征频率域极化强度的参数幅频率.通过改变地电模型的参数,得到了不同的幅频率响应曲线.模拟结果与实际情况符合,表明该方法是正确和适用的. 相似文献
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三维地面断面电阻率测深有限元数值模拟 总被引：6，自引：0，他引：6
用有限单元法进行了电导率分块均匀的三维点源电场电阻率测探的数值模拟。首先给出了三维构造中点源电场的边值问题、变分问题；然后，用有限单元法求解变分问题，将区域剖分成六面体单元，在单元中进行三线性函数插值，将变分方程化为线性代数方程组；最后解方程组，得各节点的电位值，进而计算出地表的视电阻率。对几例较典型的地电模型进行试算，结果表明本方法是行之有效的。 相似文献
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从点源二维地电问题出发,采用有限单元法进行了地电场进行数值模拟,采用自适应三角剖分来实现起伏地表的模拟,针对双边三极装置,实现了多种模型的正演研究;通过多种模型的正反演,总结异常产生的规律,为激电法的分析提供了有效的信息。 相似文献
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时间谱电阻率(TSR)法的二维正演, 是计算可极化二维地电构造上三维电流偶极源的电场瞬变响应, 属所谓2.5维时间域电磁场数值模拟问题, 是目前国际上未妥善解决的计算地球物理疑难问题.针对现有算法的局限性, 建立了新的算法, 其特点是: (1)采用二维有限单元算法, 在矩形网格中增加两对角线形成三角网格剖分, 同时用高斯消元法消除矩形网格中心结点的待求未知量.这样, 既可较准确地模拟任意二维复杂地电断面, 又可节省计算量.(2)采用直接计算二次场的新算法, 只需计算电场和磁场沿地电构造走向两个分量的一次场, 因而, 不但计算精度较高, 而且不显著增加计算量.(3)采用G -S变换法作逆拉氏变换, 并利用拉氏变换延迟定理在倍增的时间间隔中插值, 从而实现对密集采样时间瞬变过程的快速计算.(4)能对可极化和导电大地(即同时包括IP和EM效应). 相似文献
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电偶源频率电磁测深三维地电模型有限元正演 总被引：9，自引：1，他引：8
在有源变频测深(包括可控源音频大地电磁测深CSAMT)的三维有限元正演中,应用了吸收边界条件和边元有限元算法,计算精度为3%左右,基本上可满足电偶极源三维地电模型情况下频率电磁测深响应特征的分析。同时由于广义变分概念的引入,可使泛函的变分原理应用于有耗媒质电磁场问题。 相似文献
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影响井下直流电法超前探测效果的因素较多,巷道空腔对全空间电流场分布的影响就是其中之一。论述了有限单元法模拟井下稳定电流场正演模型,介绍了全空间条件下三维模型中的点源电场的边值及变分问题;模拟在巷道内加载定点电流源,通过巷道影响因子研究巷道空腔对全空间稳定电流场分布的影响。数值模拟结果表明,巷道影响与巷道几何尺寸大小、供电电极布置及巷道围岩导电性有关。 相似文献
13.
Algorithms and software for numerical modeling and inversion of electromagnetic logs in the wells drilled with biopolymer and oil-based mud are developed. The algorithms are based on linearized solutions of the forward and inverse problems of electromagnetic logging and permit fast modeling of induction logs and efficient recovery of electric conductivity around the well. Mathematical modeling is based on numerical-analytical solution of the 2D forward problem taking into account high conductivity contrast between the well and the formation. Linear inversion is based on SVD-decomposition of information matrix. The results of numerical modeling and inversion of synthetic and field logs at the intervals of fluid-saturated terrigenous and carbonate formations drilled using biopolymer and oil-based mud are given. 相似文献
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V. M. Nikiforov R. G. Kulinich M. G. Valitov I. V. Dmitriev S. S. Starzhinsky G. N. Shkabarnya 《Russian Journal of Pacific Geology》2013,7(1):46-55
New data on the fluid lithospheric regime in the junction zone of the continent and the marginal seas are presented. For the first time, this problem was solved by the comprehensive interpretation of the geophysical methods, including magnetotelluric and geomagnetic-variation sounding, unique investigations of the variations of the electric field along the Japan Sea Cable (JASC), structural-density modeling, thermometry, and thermodynamics. A joint analysis of the distribution of the electric conductivity, density, and temperature in the lithosphere made it possible to substantiate the participation of mantle fluids in the formation of lithotectonic complexes that are quite different beneath the continent and the marginal Sea of Japan. 相似文献
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二维起伏地表条件下坐标变换法直流电场数值模拟 总被引：6，自引：2，他引：4
针对有限差分方法处理不规则边界难的问题,引入曲化平的思想,实现了一种新的基于坐标变换法的起伏地表条件下直流电场数值模拟方法.通过坐标变换,将物理空间的直流电场满足的基本方程和边界条件变换到计算空间;在计算空间内,利用有限差分方法对变换后的方程和边界条件进行数值分析;最后,将计算结果由计算空间映射回物理空间.精度分析及计算实例表明:本文提出的算法精度高,计算误差主要集中在源附近,且当源离地表较近时平均相对误差在1.0%以下;计算结果满足起伏地表条件下电位及视电阻率的分布规律. 相似文献
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2.5维起伏地表条件下坐标变换法直流电场数值模拟 总被引：3，自引：1，他引：2
研究起伏地表对视电阻率分布的影响是进行地形校正的基础。由于很难处理不规则边界,计算简洁且效率高的有限差分方法很少用于解决起伏地表问题。为了解决该问题,引入曲化平思想,实现了一种基于坐标变换法的起伏地表条件下的直流电场数值模拟方法。方法从传统的2.5维基本方程及边界条件出发,通过坐标变换将起伏地表问题转化为水平地表问题,并利用有限差分法求解水平地表问题,最后再通过坐标映射得到起伏地表条件下的电位和视电阻率分布。精度分析及计算实例表明：本方法实现简洁,计算误差主要集中在震源附近,整个计算区域内的平均相对误差为1.39%,计算结果满足起伏地表条件下的电位和视电阻率的分布规律。 相似文献
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YanHanjie YanHong LiYunping ZhangXiaofeng 《中国地质大学学报(英文版)》2003,14(3):227-233
As gravity field,magnetic field,electric field and seismic wave field are all physical fields,their object function,reverse function and compound function are certainly infinite contiuously differentiable func-tions which can be expanded into Taylor (Fourier) series within domain of definition and be further reduced in-to solving stochastic distribution function of series and statistic inference of optimal approximation,This is the basis of combined gravity-magnetic-electric-seismic inversion built on the basis of separation of field and source gravity-magnetic difference-value(D-value)trend surface,taking distribution-independent fault sys-tem as its unit,depths of seismic and electric interfaces of interests as its corresponding bivariate compound re-verse function of gravity-magnetic anomalies and using high order polynomial(high order trigonometric func-tion)approximating to its series distribution,The difference from current dominant inversion techniques is that,first,it does not respectively create gravity-seismic,magnetic-seismic deterministic inversion model from theoretical model,but combines gravity-magnetic-electric-seismic stochastic inversion model from stochastic model;second,after the concept of equivalent geological body being introduced,using feature of independent variable of gravity-magnetic field functions,taking density and susceptibility related to gravity-magnetic func-tion as default parameters of model,the deterministic model is established owing to better solution to the con-tradictioc of difficulty in identifying strata and less test analytical data for density and susceptibility in newly explored area;third,under assumption of independent parent distribution,a real modeling by strata,the prob-lem of difficult plane closure arising in profile modeling is avoided,This technology has richer and more detailed fault and strata information than sparse pattern seismic data in newly explored area,successfully inverses and plots structural map of Indosinian discontinuty in Hefei basin with combined gravity-magnetic-electric-seismic inversion,With development of high precision gravity-magnetic and overall geophysical technology,it is certain for introducing new methods of stochastic modeling and computational intelligence and promoting the develop-ment of combined gravity-magnetic-electric-seismic inversion to open a new substantial and promoting the develop-ment of combined gravity-magnetic-electric-seismic inversion to open a new substantial path. 相似文献
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为了加快大地电磁三维正演的求解速度,本文将一种新型的代数多重网格算法——聚集多重网格（aggregation-based algebraic multigrid, AGMG）算法引入大地电磁三维正演模拟中。首先从准静态条件下的麦克斯韦方程出发,利用交错网格有限体积法进行离散,并采用第一类Dirichlet边界条件形成大型稀疏复线性方程组;然后阐述AGMG算法的粗化策略和套迭代技术,并实施3种不同的AGMG求解算法：1）传统的V循环AGMG算法;2）AGMG预处理共轭梯度（AGMG-CG）;3）AGMG预处理广义共轭残差法（AGMG-GCR）。最终实现大地电磁法三维正演模拟。对典型地电模型进行正演模拟,并与已有的大地电磁三维正反演程序（ModEM）进行结果对比,以验证本文算法的准确性。另外,不同剖分网格和极化方式正演模拟结果与准残量最小化（QMR）迭代算法的对比表明,AGMG预处理求解算法（AGMG-CG、AGMG-GCR）不仅能够改善算法的稳定性,而且能够快速有效地求解正演问题;其中AGMG-GCR迭代次数更少,求解速度更快,误差衰减曲线更光滑,在144×152×104网格剖分情况下,相对于现有ModEM程序能够提高十几倍的计算速度,尤其适合大规模大地电磁三维正演问题。 相似文献
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扩展有限元法模拟裂纹时独立于网格,因此该方法是目前求解裂纹问题最有效的数值方法。为了在计算代价不大的情况,实现大型结构分析中考虑小裂纹或提高裂纹附近精度,在裂纹附近一般采用小尺度单元,其他区域采用大尺度单元。提出了分析三维裂纹问题的多尺度扩展有限元法,在需要的地方采用小尺度单元。基于点插值构造了六面体任意节点单元。所有尺度单元都采用8节点六面体单元,这样六面体任意节点单元可方便有效地连接不同尺度单元。采用互作用积分法计算三维应力强度因子。边裂纹和中心圆裂纹算例分析结果表明,该方法是正确和有效的。 相似文献