高阶有限元在CSAMT2.5维数值模拟中的应用研究

来源 :中国地质大学(武汉) | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhmwq
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
可控源音频大地电磁法(CSAMT)是目前电磁法勘探中使用较为频繁的一种方法,特别是在浅中层的电磁法勘探中。CSAMT是一种基于MT理论的方法,使用类似MT中TM模式的数据观测系统,通过采集两个正交的电场Ex和磁场Hy来计算卡尼亚视电阻率。由于MT方法使用的场源为天然场源,电磁波的信号强度低,而且极易受到人为等因素的干扰,一般情况下信噪比不够高,而CSAMT则很好的解决了MT存在的上述问题,主要原因是CSAMT使用人工场源来发射电磁波信号,在远区时,其电磁波信号能近似看做平面波,由于其信号强度大,信噪比高,能获得较高的数据质量。   但是,目前CSAMT的资料处理解释还存在很多不足,虽然三维资料处理解释方法出现已久,但是目前实际工作中基本都是使用MT的二维资料处理解释方法,但是由于CSAMT的人工源电磁场只有在真正的远区时才可以看成平面波,而在过渡区和近区的电磁场十分复杂,因此,单纯的使用MT的资料处理解释方法是不完善的,也是不准确的,难以满足全区解释的需要。基于上述原因,我们有必要发展CSAMT自己的资料处理解释方法。   在CSAMT的野外测线布置一般垂直地下异常体的走向,因此,我们可以把地下异常体的电阻率看做沿走向方向不变或者变化可以忽略,而只沿异常体的倾向发生电阻率的变化,因此,在这种情况下,我们就可以把地下的地电构造看成是一个二维问题,而人工场源的电磁波信号是三维的,这样,我们就不用研究三维的数值模拟方法,而只需要研究2.5维的问题。   到目前为止,已经有很过学者做过CSAMT2.5维的数值模拟工作。从前人所做的工作来看,在每个小单元内采用线性插值,计算的效率高,但是精度难以保证;采用总场算法或者一些函数来近似的取代人工场源,又不能很好的消除人工场源对各个电磁场分量的影响。而且从前人所做的工作来看,并没有真正解决人工场源的影响,若测线和电偶极源的方向为x方向,他们一般采用在x方向远离人工场源的地方布设测线,因此,这对实际的CSAMT野外采集的资料处理解释意义不大。而在本文中,将采用高阶有限元和二次场算法,加上一种新的其他分量的求解方法来进行CSAMT2.5维数值模拟,以提高其数值计算的精度。   本文共分五章总结硕士论文的研究工作。   第一章为绪论。论述了选题的背景和来源,介绍了CSAMT数值模拟的研究进展和存在的问题以及本文的研究目标和内容。   第二章推导并介绍了CSAMT的2.5维有限元求解过程。本文是将空间域通过沿地电构造走向方向进行傅立叶变换转换到波数域来进行有限元求解。首先推导了CSAMT2.5维有限元问题在波数域中的的变分问题;有限元单元分析及变分的求解;网格剖分方法及结点编号方法以及方程组的求解等。在这一章中主要是有限元的一些基本问题的阐述,一些公式的推导等。   第三章介绍了本文中用到的一些算法和技巧。在本文中,将采用二次场算法来消除场源的影响;还将介绍一种新的计算其他分量的插值方法;刚度系数矩阵的简化方法;傅立叶反变换的方法,视电阻率和阻抗相位的计算方法以及有限元程序输入的数据文件的格式。在本章的最后将附上程序的流程图。   第四章给出了一些理论模型的正演算例,包括H型模型,K型模型,局部低阻体,局部高阻体以及倾斜低阻体,并给出了通过正演模拟的视电阻率断面图。   第五章为结论与建议。主要总结了前面所做的工作,提出工作中存在的不足并找出可能的原因,提出改进的建议和思路,规划下一步的工作目标
其他文献
目的 研究槐花、蒲黄、鸡冠花、莲房、地榆、乌梅、牡丹皮、石榴皮的生品及不同炭化程度的炭品与其pH值、炭吸附力以及扫描电镜特征的相关性.方法 采用连续回流提取槐花等8种
人口剧烈增长,中国的耕地面积在自然破坏与人为破坏的作用下每年都在减少,导致了畜禽饲料产出地的大幅减少,所以要求在有限的固有资源上,尽量开发产出多的畜禽饲料量或开发利用潜
目的 观察血府逐瘀汤联合病愈舒颗粒治疗子宫内膜异位症(EMS)临床疗效及对血清子宫内膜抗体(EMAb)、血管内皮生长因子(VEGF)水平的影响.方法 选择我院收治的82例EMS患者,随机
磁力传动机构是采用磁传动技术与各种型式的机械传动机构相结合、实现多种运动型式组合的一种全新理念的传动部件,不仅可以实现无泄漏、全密封,而且更加注重运动型式的转化和运
目的 观察养心汤对阿霉素致慢性心衰大鼠血清NT-proBNP、RⅠ、AngⅡ、ALD及心肌组织的影响,初步探讨养心汤治疗慢性心衰的作用机理.方法 60只SD大鼠随机抽选10只为空白组,其
宁芜火山岩盆地是长江中下游Fe-Cu-Au等多金属成矿带重要矿集区之一,研究区地处华北板块与杨子板块接触带的东北缘,区内以产出一套与陆相次火山岩有关的玢岩铁矿为主要特征。玢
宏/微驱动定位平台是实现大行程、高精度精密定位的主要实现方式之一。宏动平台完成系统的粗定位,可以有效提高系统运行速度,扩大系统运动范围;微动系统实现精密补偿定位,可以有效缩短系统的响应时间,提高系统的分辨率和定位精度。两者结合很好的实现了大行程、高速高精度、低成本、大频响的优点。本文建立了一套大行程、高精度的全压电驱动宏微单轴定位平台,由纳米级高精密光栅尺实现宏动系统和微动系统的位置闭环反馈。压电
学位
通过对燃油雾化理论的研究,本文利用建模与流体仿真技术,对燃油燃烧器雾化过程进行了数值模拟研究。对基于模型的参数化设计的原理和方法、开发平台和工具的选择以及CAD系统的
准噶尔盆地位于新疆的北部,是我国大型内陆聚煤盆地之一;勘探结果表明准噶尔盆地具有丰富的煤炭资源。本研究通过对准东煤田、准南煤田和和什托洛盖煤田三个钻孔煤样的煤岩学