本文選題：瞬變電磁 + 正演�。� 參考：《成都理工大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：瞬變電磁法作為近年來迅速發(fā)展的電磁法,因?yàn)槠浞直媛矢?勘探深度大等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于工程,環(huán)境,水文,能源勘探等領(lǐng)域。但是,瞬變電磁法資料解釋水平還較低,在野外應(yīng)用中,基本處于一維階段,現(xiàn)階段二維以及三維反演技術(shù)還不能用于實(shí)際生產(chǎn)中。但是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,以及瞬變電磁智能化先進(jìn)儀器的不斷涌現(xiàn),對(duì)瞬變電磁資料解釋也提出了新的要求。因此本文針對(duì)該該問題,以瞬變電磁2.5維正反演為研究對(duì)象。瞬變電磁2.5維正反演問題,即采用三維源,二維的地電斷面,與三維模型相比,只需要對(duì)截面而不是整個(gè)體積作離散處理,相對(duì)節(jié)省了計(jì)算量;與一維、二維模型相比,其又能較好的近似地質(zhì)情況。而如今瞬變電磁2.5維問題的研究并不多,并且還有很多不妥善之處,主要表現(xiàn)在計(jì)算精度和計(jì)算速度方面,目前程度的瞬變電磁2.5維正反演暫時(shí)還不能應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中,所以對(duì)于2.5維模擬的進(jìn)一步研究是非常有意義和價(jià)值的。而中心回線法是瞬變電磁中最常用到的方法之一,在目前的理論研究卻并不多,因此本文選擇了瞬變電磁中心回線2.5維正反演問題為研究?jī)?nèi)容。本文從瞬變電磁的一維正演出發(fā),對(duì)麥克斯韋方程進(jìn)行推導(dǎo),進(jìn)行了漢克爾數(shù)數(shù)值濾波和余弦數(shù)值濾波,得到瞬變電磁一維響應(yīng)式,實(shí)現(xiàn)了瞬變電磁的一維正演。通過對(duì)發(fā)射參數(shù)的改變了解不同發(fā)射參數(shù)下的瞬變電磁響應(yīng),其中發(fā)射線框越大,瞬變電磁響應(yīng)的衰減就越慢,早期的時(shí)間也就越長(zhǎng),隨著發(fā)射電流的增大,瞬變電磁響應(yīng)的幅值也線性增大。通過建立各種地電模型,從而了解瞬變電磁響應(yīng)規(guī)律,其中包括D型,G型以及H型。在瞬變電磁2.5維正演方面,從麥克斯韋方程出發(fā),對(duì)瞬變電磁2.5維問題中異常體偏微分方程的定解問題,變分問題,邊界問題等進(jìn)行了詳細(xì)的推導(dǎo)。在這其中著重的分析了幾個(gè)關(guān)鍵性問題:拉普拉斯變換,傅里葉變換,非走向分量的計(jì)算。使用了非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格這一工具,對(duì)異常區(qū)網(wǎng)格以及在測(cè)點(diǎn)附近進(jìn)行了局部的加密處理,大幅度的降低了網(wǎng)格單元數(shù)和節(jié)點(diǎn)數(shù),從而減少了不必要的節(jié)點(diǎn)計(jì)算。通過該非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格剖分方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜模型的剖分,使得瞬變電磁2.5維正演的應(yīng)用范圍得到很好的擴(kuò)展。建立K型和H型兩種模型,并進(jìn)行了瞬變電磁2.5維正演有限元的計(jì)算,將計(jì)算結(jié)果與同樣模型的解析解進(jìn)行了比較,可以知道有限元解和解析解,它們的誤差很小,說明本文的2.5維有限元解的可行性和有效性。利用瞬變電磁2.5維正演有限元算法分別對(duì)直立低阻板狀體和低阻圓柱體,兩個(gè)低阻圓柱體同時(shí)存在這三個(gè)模型進(jìn)行了模擬,直立低阻板狀體,在板狀體兩邊出現(xiàn)極大值,板狀體處呈現(xiàn)極小值;低阻圓柱體體模擬中,圓柱體處時(shí),各測(cè)道出現(xiàn)了明顯的對(duì)稱,并且出現(xiàn)了圓柱體頂?shù)膯畏瀹惓?兩個(gè)低阻圓柱體同時(shí)存在,當(dāng)擴(kuò)散到兩個(gè)圓柱體處時(shí),出現(xiàn)了對(duì)稱的兩個(gè)極大值,在極大值中間存在極小值。在反演方面,首先是一維反演,利用二等分全區(qū)視電阻率算法進(jìn)行“煙圈”快速反演,并設(shè)置各種模型進(jìn)行了反演,總結(jié)出了該反演方法具有反演速度快,反演的電阻率剖面能夠大致的描述出地下地質(zhì)分布的特點(diǎn)。對(duì)于瞬變電磁法的2.5維反演,本文提出以煙圈反演結(jié)果和測(cè)區(qū)地質(zhì)信息做為得到初始模型,也就是利用煙圈反演作為2.5反演的參考,并通過人為的對(duì)反演結(jié)果與2.5維正演模型進(jìn)行對(duì)比,即人機(jī)聯(lián)合反演,實(shí)現(xiàn)瞬變電磁2.5反演。該方法具有一定的可行性。
[Abstract]:As an electromagnetic method developed rapidly in recent years, transient electromagnetic method has been widely used in engineering, environment, hydrology, energy exploration and other fields because of its high resolution and deep exploration depth. However, the data interpretation level of transient electromagnetic method is still low. In the field application, the base is in one dimensional stage, and the two dimensional and three dimensional inversion techniques are also used in the present stage. It can not be used in actual production. However, with the rapid development of computer technology and the continuous emergence of transient electromagnetic intelligent advanced instruments, new requirements for transient electromagnetic data interpretation are also put forward. Therefore, this paper takes the 2.5 dimensional forward inversion of transient electromagnetic as the research object for the problem. The problem of transient electromagnetic 2.5 dimensional positive inversion is adopted. The three-dimensional source and two-dimensional geoelectric section, compared with the three-dimensional model, only need to discretize the cross section instead of the whole volume, and save the amount of calculation relatively. Compared with one dimension and two dimensional model, it can be better approximate to the geological condition. But there are not much research on the 2.5 dimension of the transient electromagnetic problem, and there are still a lot of improper points. In terms of calculation precision and calculation speed, the present degree of 2.5 dimensional transient electromagnetic inversion can not be applied to actual production, so it is very meaningful and valuable for the further study of the 2.5 dimensional simulation. And the central loop method is one of the most commonly used methods in transient electromagnetic. In this paper, the 2.5 dimensional positive inversion problem of the transient electromagnetic center loop is selected as the research content. In this paper, the Maxwell equation is derived from one dimension forward of the transient electromagnetic field, and the numerical filtering of Hankel number and the cosine numerical filtering are carried out to obtain the one-dimensional response of the transient electromagnetic. The number of changes in the transient electromagnetic response under different emission parameters is understood. The larger the emitter frame, the slower the attenuation of the transient electromagnetic response and the longer the early time. With the increase of the emission current, the amplitude of the transient electromagnetic response is also increased linearly. By establishing various electric models, the transient electromagnetic response law is understood, in which the envelope is known. D, G and H type. In the 2.5 dimensional forward transient electromagnetic field, starting from the Maxwell equation, the definite solution to the partial differential equation of the anomalous body, the variational problem and the boundary problem in the 2.5 dimensional transient electromagnetic problem are derived in detail. In this, several key problems are emphatically analyzed: Laplasse transform, Fourier transform, and non The unstructured grid is used as a tool. The mesh of the anomaly area and the local encryption processing near the test point are processed. The number of grid cells and the number of nodes are reduced greatly, and the unnecessary node calculation is reduced. The dissection of the complex model can be realized by the unstructured mesh generation method. The application range of the 2.5 dimensional forward electromagnetic field is well extended. Two models of K and H are established and the 2.5 dimensional forward finite element of transient electromagnetic is calculated. The calculation results are compared with the analytical solutions of the same model. The finite element solution and the analytical solution can be known. Their error is very small, and the 2.5 dimensional finite element solution of this paper is explained. The 2.5 dimensional forward finite element algorithm is used to simulate the vertical and low resistance cylinder and the low resistance cylinder, and the two low resistance cylinders are simulated simultaneously with the three models. The erect low resistance plate, the maximum value on both sides of the plate, the minimum in the plate body, and the circle in the low resistance cylinder body. When the column is located, there are obvious symmetry in each channel, and there is a single peak anomaly of the top of the cylinder. Two low resistance cylinders exist simultaneously. When the two cylinders are spread, there are two maximum values of symmetry and there is a minimum in the middle of the maximum value. In the inverse aspect, the first one is one dimensional inversion, and the two equal division all region apparent resistivity. The algorithm performs fast inversion of "smoke circle" and sets up various models for inversion. It is concluded that the inversion method has fast inversion speed, and the inversion resistivity profile can describe the characteristics of underground geological distribution roughly. For 2.5 dimensional inversion of transient electromagnetic method, this paper presents the result of the inversion of the smoke circle and the geological information of the measured area. To the initial model, it is to use the inversion of the smoke loop as the reference of the 2.5 inversion, and compare the inversion results with the 2.5 dimensional forward model, that is, the joint inversion of the man machine, and the inversion of the transient electromagnetic 2.5 is realized. This method is feasible.
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P631.325

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本文編號(hào)：2086248