近年來,航空電磁勘探技術(shù)在近地表資源勘查、水文、工程與環(huán)境勘查等領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。由于該技術(shù)具有采集數(shù)據(jù)量大、對地下淺層介質(zhì)分辨率高等特點(diǎn),其正反演需要高效率和高精度算法作為保障,這為航空電磁實(shí)際數(shù)據(jù)處理和正反演帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。目前,航空電磁一維正反演算法較為成熟,卻不足以滿足復(fù)雜地電模型的模擬與反演解釋,已經(jīng)開發(fā)的三維正演算法受計(jì)算精度與效率的雙重限制,制約著實(shí)測數(shù)據(jù)三維反演和數(shù)據(jù)解釋順利進(jìn)行。為同時改善航空電磁三維正演算法的效率與精度,本論文提出以Gauss-Lobatto-Legendre多項(xiàng)式為基函數(shù)的譜元法開展頻率域和時間域航空電磁復(fù)雜三維地電模型正演模擬研究,具體分析不同物理網(wǎng)格與不同階數(shù)基函數(shù)對航空電磁正演模擬精度與效率的改善程度,探究譜元法對各向異性地電模型、復(fù)雜形態(tài)異常體、起伏地形等條件下航空電磁響應(yīng)模擬能力。為實(shí)現(xiàn)基于譜元法航空電磁正演,本論文首先采用規(guī)則六面體對地電模型進(jìn)行剖分,分別從矢量Helmholtz方程和電磁場矢量波動方程邊值問題出發(fā),將全張量電阻率引入到正演模擬中,推導(dǎo)各向異性條件下頻率域和時間域航空電磁正演邊值問題,并對各向異性邊值問題進(jìn)行簡化,... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：217 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

1物理域單元到參考域單元映射關(guān)系

不同于總體棱邊的全局索引，需要建立某一單元的局部索引與全局索引的對應(yīng)關(guān)系，以便將所有的單元矩陣的元素值放置在總體矩陣相應(yīng)位置；2）位于棱邊和體面上的譜棱邊元可能是被兩個或者多個單元共用的，為獲得某一個被共用位置的總體矩陣元素值，需要將不同單元獲得的元素值進(jìn)行累加。本論文以二維四邊形離散的計(jì)算區(qū)域?yàn)槔M(jìn)行說明，如圖 2.2.2 所示，圖中給了兩個三階譜元物理單元離散的計(jì)算區(qū)域，以及共用譜元棱邊在兩個單元內(nèi)的局部標(biāo)號和總體標(biāo)號，按照圖中的自由度索引標(biāo)識，全局自由度索引 (i ,j)=(4,4時總體矩陣值可表示2(1,1)1(4,4)(4,4)eeK = K+K......................................... （2.2.23其中(4,4)K 表示總體矩陣元素值，1(4,4)eK 和2(1,1)eK 表示單元 e1和 e2中的單元矩陣元素值，下標(biāo)索引 ( i ,j)表示全局或者單元棱邊標(biāo)號。

利用譜元法將式（3.2.5）-（3.2.8）轉(zhuǎn)化為可求解的線性域和時間域航空電磁問題各電場分量。電磁邊值問題的求解方法于規(guī)則六面體網(wǎng)格的空間離散技術(shù)元法求解邊值問題時，二維空間通常采用規(guī)則和不規(guī)則四，而三維空間則利用規(guī)則和不規(guī)則六面體單元進(jìn)行離散，法求解邊值問題的基礎(chǔ)工作。本章研究內(nèi)容為規(guī)則六面體域和時間域航空電磁正演問題的求解，為實(shí)現(xiàn)規(guī)則六面體，要設(shè)計(jì)合理算法剖分網(wǎng)格。規(guī)則六面體網(wǎng)格的生成可以空間正交坐標(biāo)系的三個軸向方向拓?fù)洌砂凑胀負(fù)湟?guī)律建

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于二次耦合勢的廣域電磁法有限體積三維正演計(jì)算[J]. 彭榮華,胡祥云,李建慧,胡祖志,楊輝.  地球物理學(xué)報(bào). 2018(10)
[2]面向目標(biāo)自適應(yīng)有限元法的帶地形三維大地電磁各向異性正演模擬[J]. 曹曉月,殷長春,張博,黃鑫,劉云鶴,蔡晶.  地球物理學(xué)報(bào). 2018(06)
[3]橫向同性地層中井間電磁響應(yīng)的三維頻域耦合勢正演模擬研究[J]. 張燁,林藺,陳桂波,李強(qiáng).  地球物理學(xué)報(bào). 2018(04)
[4]多網(wǎng)格譜元法及其在高性能計(jì)算中的應(yīng)用[J]. 林偉軍,蘇暢,Seriani Géza.  應(yīng)用聲學(xué). 2018(01)
[5]雙軸各向異性介質(zhì)中回線源瞬變電磁三維擬態(tài)有限體積正演算法[J]. 周建美,劉文韜,李貅,戚志鵬,劉航.  地球物理學(xué)報(bào). 2018 (01)
[6]基于電流密度連續(xù)性條件的直流電阻率各向異性問題自適應(yīng)有限元模擬[J]. 任政勇,邱樂穩(wěn),湯井田,周峰,陳超健,陳煌,胡雙貴.  地球物理學(xué)報(bào). 2018 (01)
[7]可控源電磁場三維自適應(yīng)矢量有限元正演模擬[J]. 劉穎,李予國,韓波.  地球物理學(xué)報(bào). 2017 (12)
[8]CHTEM-I直升機(jī)時間域航空電磁發(fā)射系統(tǒng)研究[J]. 于生寶,孫長玉,姜健,林君,曹學(xué)峰.  中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(06)
[9]三維起伏地形條件下航空瞬變電磁響應(yīng)特征研究[J]. 趙越,李貅,王祎鵬,郭建磊,曾友強(qiáng).  地球物理學(xué)報(bào). 2017 (01)
[10]起伏地形下各向異性的2D大地電磁無網(wǎng)格法數(shù)值模擬[J]. 嵇艷鞠,黃廷哲,黃婉玉,李桐林,王遠(yuǎn).  地球物理學(xué)報(bào). 2016(12)

博士論文
[1]基于矢量有限元的回線源瞬變電磁法三維正反演研究[D]. 李睿恒.中國地質(zhì)大學(xué) 2018
[2]基于非結(jié)構(gòu)有限元的頻率/時間域航空電磁系統(tǒng)仿真研究[D]. 張博.吉林大學(xué) 2017
[3]復(fù)雜介質(zhì)中時間域航空電磁數(shù)據(jù)仿真技術(shù)研究[D]. 齊彥福.吉林大學(xué) 2017
[4]頻率域航空電磁法三維正反演研究[D]. 李文奔.吉林大學(xué) 2016
[5]地球電磁場的連續(xù)與間斷有限元三維數(shù)值模擬[D]. 楊軍.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[6]時間域航空電磁系統(tǒng)仿真與關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 黃威.吉林大學(xué) 2016
[7]矢量有限元三維張量CSAMT正演模擬研究[D]. 胡英才.吉林大學(xué) 2015
[8]電磁場數(shù)值計(jì)算的新型徑向基無單元算法研究[D]. 鄒陽.華中科技大學(xué) 2015
[9]三維頻率域航空電磁法的數(shù)值模擬及姿態(tài)影響和校正研究[D]. 曲昕馨.吉林大學(xué) 2014
[10]各向異性地層中可控源電磁法一維全參數(shù)反演及三維有限體積正演算法研究[D]. 周建美.吉林大學(xué) 2014

碩士論文
[1]基于GLC多項(xiàng)式譜元法的頻率域三維電磁正演模擬研究[D]. 劉玲.吉林大學(xué) 2018
[2]航空電磁三維積分方程快速正演算法研究[D]. 盧永超.吉林大學(xué) 2018
[3]基于局部準(zhǔn)線性近似的頻率域航空電磁法三維正反演研究[D]. 宋華東.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2017
[4]時間域航空電磁法一維正反演研究[D]. 邱長凱.吉林大學(xué) 2016
[5]基于MPI的航空瞬變電磁一維正反演[D]. 陳輝.成都理工大學(xué) 2015



本文編號：3642230