2.5维可控源电磁法有限元正演模拟研究

论文摘要

可控源电磁法(Controlled Source ElectroMagnetics,简称CSEM)因为其工作效率高,勘探深度大,信号信噪比强等特点,已经广泛应用于地勘行业的方方面面。但由于引人工源,使得近区和过渡区电磁场信号不再满足大地电磁法(MagnetoTellurics,简称MT)中的平面波假设。这也就使得CSEM方法的数据不能直接应用已经相对成熟的大地电磁测深(MT)数据处理方法来进行处理,而只能在满足平面波假设的远区进行观测,再利用MT数据处理方法对其进行处理。但为了更好地推广和应用CSEM方法,迫切需要开发一套适用于这一方法的正反演算法。考虑到实际地质模型中,很多情况下地质体沿构造走向方向是电性不变的,电性只沿倾向和垂向方向有所差异,加之受到当下计算机硬件发展的限制以及计算效率的要求,我们只需在二维地质模型条件下,考虑三维场源在地质模型中的电磁响应,就能在保证得到足够精确的模拟结果的同时节省大量计算时间。而三维源和二维地质模型的组合便被称为2.5维。本论文就是在2.5维模型基础上,从麦克斯韦方程组出发,详细推导了可控源电磁法在二维地电结构上,考虑三维电性源的2.5维电磁场控制方程,并选取一近似三角函数(视δ函数)来等效场源的作用,然后利用变分原理,采用有限单元法将电磁场控制方程这一微分方程转化为等价的积分方程,也就是有限元离散方程,最后采用三角单元对求解域进行剖分,利用单元积分表达上述积分方程,最后求解得到各节点处的场值。本文程序共包括网格剖分和正演模拟主程序两大块内容,都是利用Matlab所编写。文章最后分别建立了均匀半空间模型,一维层状模型和二维低阻(高阻)异常体模型,利用本文2.5D有限元正演程序计算模型响应并与模型解析解对比,验证了本文程序的可靠性与正确性,并分析结果得出了相应结论。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 聂小力

导师: 叶高峰

关键词: 可控源电磁法,维正演,有限单元法

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,地球物理学,矿业工程

单位: 中国地质大学(北京)

分类号: P631.325

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.001330

总页数: 64

文件大小: 17024K

下载量: 48

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标签：可控源电磁法论文;  维正演论文;  有限单元法论文;