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有限元法2.5维CSAMT数值模拟 总被引:9,自引:7,他引:2
目前国内大多数CSAMT资料处理都用一维反演方法,即假定地球介质是水平层状地电结构,这对于横向变化较大的介质结构的反演则是不真实的.为了合理的模拟可控信号源的三维特征应该使用三维有限元方法.受计算机内存和计算速度的限制,三维方法的实用化受到约束.在许多情况下,地电结构沿走向变化很小,只沿倾向发生变化.这种地电结构是二维的,而人工源是三维的,因此CSAMT资料的观测可用2.5维有限元方法进行数值模拟.本文从麦克斯韦方程组出发,建立了2.5维有限元CSAMT数值模拟方法,其核心是把地电参数变化小的走向方向转化成波数域,用一系列波数模拟三维源的特征.用一个横向均匀的三层地电结构模型展示了2.5维数值模拟的特征,并和一维模拟结果进行了比较,证实了有限元方法2.5维CSAMT数值模拟的可靠性.在此基础上对一个地电结构已知的实际模型进行了2.5维数值模拟并和该剖面的野外实测剖面数据进行了比较,进一步有效地说明了本文介绍的2.5维CSAMT数值模拟方法是仿真和可靠的,为在此基础上的2.5维反演打下了良好的基础. 相似文献
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推导出频率域有限元声波正演方程,为了消除边界反射,将Clayton-Engquist旁轴波动方程吸收边界条件引入频率域,并对有限元刚度矩阵和质量矩阵进行压缩存储,利用广义共轭梯度法求解有限元方程获得正演解.在此基础上,推导出在某一频率下波场数据残差δU与单元物性参数修改量δλ之间关系的Jacobi矩阵,反演方法允许利用地面二维炮集全波场资料与给出初始模型参数的正演值的差值δU,迭代求得δλ.由于计算机内存的限制,方法计算不允许有过多数目的未知数个数,因此还提出了对同一介质物性单元的Jacobi矩阵元素进行压缩组装的措施,从而使反演的未知量个数减少,结合采用共轭梯度迭代法,使得只需利用有效波频段的少数一些频率即可进行迭代反演.正演和反演理论模型的数值模拟结果表明方法是有效的. 相似文献
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电离层-空气层-地球介质(我们称为“地-电离层”模式)耦合下大功率可控源电磁波的研究在国内外较少.近年来,有学者做了相关的数值模拟,但没有考虑空气中位移电流的影响.我们根据研究对象和问题建立地质模型和相应的数学模型,采用R函数法进行“地-电离层”模式水平电缆接地偶极源的电磁波场强公式推导,同时考虑电离层和空气中位移电流的影响.在验证方法可靠的前提下,进行了数值计算.探讨了“地-电离层”模式大功率可控源电磁波的响应特征.数值计算结果表明,由于电离层和空气层中位移电流的影响,“地-电离层”模式大功率可控源电磁波的特征与地球半空间可控源电磁波的特征有很大的不同,体现在前者除了有近场、远场外,还存在由于电离层影响下场强衰减变小的波导场.并随着收发距增大和频率的增高,出现了电场和磁场方向图的变化. 相似文献
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可控源音频大地电磁数据的反演方法 总被引:18,自引:7,他引:18
从反演方程、构造目标函数和求解三方面对用于可控源音频大地电磁法(CSAMT)的实用反演方法中的四种进行了描述.水平层状地层CSAMT法资料的直接反演法首次尝试了一维空间的全资料CSAMT反演,效果较好,但该方法尚难应用于2D、3D复杂介质中;奥克姆反演方法既考虑了横向的光滑函数,又考虑了纵向的光滑函数,得到比较光滑的横向、纵向变化的背景电性结果,但有可能把一些小构造光滑掉.快速松驰反演算法和共轭梯度算法由于计算速度快,占内存少而被用于三维反演中,二者相比,快速松驰算法在求解雅可比矩阵时只做一次正演计算,在更新模型时解小型方程组,所以在速度上更胜一筹.在后三种算法中,由于复杂电性结构无解析解,正演计算都采用数值计算.数值计算的可靠性、速度影响着反演算法的有效性,这方面的研究也将是2D、3D复杂电性结构反演的研究方向之一. 相似文献
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本文评述了过去60年内固体地球内部几何结构和物性结构成像的进展,包括地震学研究的进展;重磁位场研究的进展;电磁学研究的进展.文章还指出了他们进一步发展的某些方面. 相似文献
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本文介绍了频率域线源大地电磁法有限元正演模拟的研究结果. 在外边界上统一应用适合于人工源的一阶吸收边界条件来形成边值问题,可减小基于平面波假设造成的人为截断边界的影响. 程序编辑中设计了两个二维数组分别存储总体系数矩阵的非零元素和在总体结点编号中的位置,使内存占用量减少,且物理意义明确,方便用高斯-赛德尔等迭代法解有限元方程时调用. 采用视δ函数模拟线源,提高了解方程组的稳定性. 最后通过对1个简单模型和1个复杂模型的模拟,证明所用的方法对异常体能够有明显的反映,说明了该方法的可靠性和有效性. 相似文献
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V6多功能系统及其在CSAMT勘查应用中的效果 总被引:4,自引:12,他引:4
地球物理多功能探测系统V6是中国科学院地质与地球物理所2000年底从加拿大凤凰公司引进的新仪器,它具有频点多(62频点系列),抗干扰能力强,发射功率大,A/D转换16位置及发射与接收信号GPS(Globe Position System)时钟同步等特点,能有效地提高纵向分辩率和测量信号的信噪比,为浅层精细勘探提供了保障。V6系统在牛栏山水源八厂标准剖面的试验,山东莱芜业庄矿突水勘查工作等充分证明,V6系统能较准确地确定目标的层深度,结合地质资料,可以提供含水性的判断。 相似文献