连续电性介质大地电磁二维有限元正演模拟

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深化研究大地电磁测深的正演技术是大地电磁数值模拟领域多年来研究的热点问题之一,为了给反演提供更精确正演模型是地球物理工作者面临的重要任务。目前,反演技术对正演模型的要求越来越精确,如何设计合适的正演初始模型仍是我们地球物理工作这面临的难点。面临这个问题,本文进行了连续电性介质大地电磁场在岩矿石中的响应问题的一维、二维正演数值模拟,分析了大地电磁响应特征。本文通过有限单元技术,对一维分层连续电性介质、二维连续电性介质进行了变分问题的公式推导及剖分技术条件下的矩阵方程组的建立,实现了一维分层连续电性介质的有限单元数值模拟;把矩形剖分后二次三角剖分技术引入到了二维数值模拟当中,利用矩形中心设置虚点的方法减少了计算工作量的问题,利用对各种电性参数进行剖分插值计算,实现了二维连续电性介质的有限单元数值模拟;最后设计了具有实际意义的地电模型,根据地电模型分析了其电磁波在岩石中的响应问题,为生产实际提供了理论指导。得到的主要结论如下:1、从数值模拟的结果中发现,在较低频和较高频时得到的数值解误差相对大一些,可能是网格剖分的问题或者是算法设计不够完美所致;2、得到了层状介质D型、G型、K型和二维众多理论模型的大地电磁相应结果,为实际应用时提供参考意义;3、连续电性介质的数值模拟计算时间较多,但计算结果精度有所提高,得到了较好的结果。在本文的结论部分还指出了一些不足和今后工作的建议。
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