本文選題：譜元法 + 各向異性　； 參考：《Applied Geophysics》2017年03期

【摘要】：航空電磁法具有高采樣率探測特征,傳統(tǒng)數值模擬方法為保證航電響應計算精度,特別是針對復雜地質體(如電各向異性),需要對模擬域進行精細剖分,導致計算工作量龐大。因此本文采用譜元法對航空電磁各向異性響應進行三維正演模擬,該方法結合譜方法和有限元法雙重優(yōu)勢,它與譜方法類似采樣高階基函數代替有限元中的線性插值,同時具有有限元擬合邊界的靈活性。因此該方法能改善離散網格內部的數值模擬精度,減弱數值模擬結果對網格的依賴性,實現(xiàn)航空電磁各向異性響應的高精度計算。首先,本文將旋轉張量的各向異性電導率引入Maxwell方程,并給出GLL譜元基函數給出電場表示形式,采用伽遼金加權余量法形成基于譜元法大型線性方程組獲得電磁響應,以VMD發(fā)射源為例進行航空電磁響應模擬。其次,本文采用粗物理網格四階譜元法對任意各向異性半空間的航空電磁響應進行計算,通過與一維半解析解對比驗證了該算法的高精度性。再次,本文采用不同物理網格和譜元階數討論不同各向異性條件下三維異常體的航空電磁響應,得出了不同各向異性異常體的電磁響應的收斂條件。最后,本文首次基于譜元算法,采用Hr/Hz方式給出了三維各向異性異常體,各向異性圍巖以及圍巖和異常體同時存在各向異性時航空電磁各向異性的識別方式,這航空電磁各向異性的三維反演和各向異性地質區(qū)域測量具有指導意義。
[Abstract]:Airborne electromagnetic method (AEM) has the characteristics of high sampling rate detection. In order to ensure the accuracy of avionics response, the traditional numerical simulation method, especially for complex geological bodies (such as electrical anisotropy), needs to be subdivided into the simulation domain, which results in a huge amount of computational work.In this paper, spectral element method is used to simulate the anisotropic response of aeronautical electromagnetic field. This method combines the advantages of spectral method and finite element method. It is similar to the spectral method by sampling high order basis function instead of linear interpolation in finite element method.At the same time, it has the flexibility of finite element fitting boundary.Therefore, this method can improve the accuracy of numerical simulation in discrete meshes, reduce the dependence of numerical simulation results on the grid, and realize the high accuracy calculation of aeronautical electromagnetic anisotropic response.Firstly, the anisotropic conductivity of rotating Zhang Liang is introduced into the Maxwell equation, and the basic function of GLL spectral element is given to express the electric field. The Galerkin weighted residual method is used to form a large linear system of equations based on spectral element method to obtain the electromagnetic response.The VMD emitter is taken as an example to simulate the aero-electromagnetic response.Secondly, the fourth order spectral element method of rough physical grid is used to calculate the aero-electromagnetic response of any anisotropic half-space. The high accuracy of the algorithm is verified by comparison with the one-dimensional semi-analytical solution.Thirdly, the aero-electromagnetic responses of three-dimensional anomalous bodies under different anisotropic conditions are discussed by using different physical meshes and spectral element orders, and the convergence conditions of electromagnetic responses of different anisotropic anomalous bodies are obtained.Finally, based on the spectral element algorithm for the first time, Hr/Hz method is used to identify the three-dimensional anisotropic anomaly body, the anisotropic surrounding rock and the anisotropy of the surrounding rock and the abnormal body at the same time.The three-dimensional inversion of aero-electromagnetic anisotropy and the measurement of anisotropic geological regions are of guiding significance.
【作者單位】： 吉林大學地球探測科學與技術學院;
【基金】：financially supported by the Key Program of National Natural Science Foundation of China(No.41530320) China Natural Science Foundation for Young Scientists(No.41404093) Key National Research Project of China(Nos2016YFC0303100 and 2017YFC0601900) China Natural Science Foundation(No.41774125)
【分類號】：P631.325

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 樸化榮 ,薛愛民;導磁性對時間域電磁響應的影響[J];長春地質學院學報;1981年03期

2 毛立峰,王緒本;垂直巖脈的大地電磁響應研究[J];物探與化探;2004年01期

3 李鈞;導電率隨時間變化的導電球的電磁響應問題[J];地球物理學報;1979年03期

4 樸化榮,沙樹琴,王延良;均勻大地上空的時間域電磁響應[J];地球物理學報;1980年02期

5 樸化榮,劉洪;直立共面航電系統(tǒng)在球體上的電磁響應[J];物探與化探;1983年02期

6 b.別姆什;費震宇;;電磁響應函數的時間相關[J];世界地質;1983年01期

7 P.F.Chen ,李衛(wèi)東;中國地區(qū)27天周期電磁響應函數[J];地球物理學進展;1992年02期

8 朱仁學,郭欣,朱琦;巖脈的大地電磁響應的研究[J];吉林大學學報(地球科學版);2003年03期

9 靳職理,許洪海;位于導電介質中三維導體的電磁響應[J];地球物理學報;1989年04期

10 ;離散地面電路的電磁響應——一種積分方程解法[J];石油物探譯叢;1995年04期

相關會議論文 前10條

1 朱仁學;;全三維情況下地質體的電磁響應[A];新世紀 新機遇 新挑戰(zhàn)——知識創(chuàng)新和高新技術產業(yè)發(fā)展（上冊）[C];2001年

2 陳桂波;汪宏年;姚敬金;;三維大地電磁響應中索末菲積分的高效算法研究[A];中國地球物理學會第二十三屆年會論文集[C];2007年

3 鮑光淑;張憲潤;張碧星;;導電半空間中三維體電磁響應的數值模擬研究[A];1999年中國地球物理學會年刊——中國地球物理學會第十五屆年會論文集[C];1999年

4 沈金松;孫文博;;2．5維電磁響應的有限元模擬與波數取值研究[A];中國地球物理學會第二十三屆年會論文集[C];2007年

5 毛立峰;何展翔;王緒本;曹輝;;井中垂直有限長線電流源的電磁響應計算方法[A];中國地球物理2010——中國地球物理學會第二十六屆年會、中國地震學會第十三次學術大會論文集[C];2010年

6 劉忠;王友勝;汪為毛;湯吉;;青藏高原東緣燕麥地-明威剖面斷層的大地電磁響應[A];中國地球物理學會第22屆年會論文集[C];2006年

7 昌彥君;張桂青;;同時存在激電和電磁響應時電偶源瞬變電磁場的研究[A];1994年中國地球物理學會第十屆學術年會論文集[C];1994年

8 沈金松;;三維頻域電磁響應的數值模擬中迭代算法的計算效率研究[A];中國地球物理學會年刊2002——中國地球物理學會第十八屆年會論文集[C];2002年

9 沈金松;王謙;;套管井中有限尺寸線圈的電磁響應特征分析[A];中國地球物理學會第二十屆年會論文集[C];2004年

10 陳光源;鄧明;景建恩;吳凱;;海洋天然氣水合物探測中坐底式與拖曳式電偶源電磁響應特征的對比分析[A];中國地球物理2013——第二十八專題論文集[C];2013年

相關博士學位論文 前3條

1 黎東升;時域地空電性源的三維電磁數值模擬及噪聲抑制方法研究[D];吉林大學;2016年

2 齊彥福;復雜介質中時間域航空電磁數據仿真技術研究[D];吉林大學;2017年

3 毛玉蓉;時間域電磁響應三維正演計算及GPU實現(xiàn)[D];長江大學;2014年

相關碩士學位論文 前7條

1 高楊;隨鉆方位電阻率測井電磁響應的研究[D];山東大學;2015年

2 鞏源峰;導電球體模型時間域航空電磁響應數值計算[D];吉林大學;2010年

3 羅毅翔;井地電磁垂直長導線源層狀大地的電磁響應特征研究[D];成都理工大學;2011年

4 楊晉煒;三維地質體的地下電磁響應[D];桂林理工大學;2009年

5 田培培;時域航空回線源的三維異常體電磁響應探測分辨率研究[D];吉林大學;2013年

6 趙倩倩;典型構造模型的大地電磁響應特征研究[D];成都理工大學;2013年

7 王敏娟;井間地層電阻率的電磁響應特性研究[D];西安石油大學;2014年

，

本文編號：1735917