大地電磁三維數(shù)值模擬是地球物理勘探研究的熱點問題，其為三維反演的前提和基礎(chǔ)。由于三維正演模擬計算收斂性差，計算時間長等問題，目前尚處于研究階段。COMSOL MULTIPHYSICS軟件是一款大型有限元法三維數(shù)值模擬軟件，本文基于該軟件研究了其使用條件，并模擬了一維、二維及三維大地電磁場響應，研究了大地電磁法中的相關(guān)問題。 本文采用COMSOL MULTIPHYSICS軟件中的AC/DC模塊和RF射頻模塊對大地電磁層狀介質(zhì)（均勻半空間、兩層G、三層H和三層K）進行了二維、三維正演模擬，并與解析解對比分析。結(jié)果顯示，視電阻率誤差控制在1%以內(nèi)，相位誤差控制在2%以內(nèi)，模擬精度較高，驗證了用該軟件進行大地電磁模擬的可行性。同時在二維空間模擬低阻模型、低阻-高阻橫向混合模型、高阻-低阻垂向混合模型、巖體-礦體復雜模型等，結(jié)果顯示，二維TE模式反映地質(zhì)體水平分界面更具優(yōu)勢，TM模式反映地質(zhì)體垂直分界面更具優(yōu)勢，且與文獻[64]中的結(jié)論一致。在三維空間模擬COMMEMI3D₁模型，并繪制了TE、TM模式中視電阻率和相位的平面等值線圖和擬斷面圖，通過平面等值線圖與文獻[... 

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 選題依據(jù)和意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 大地電磁正演模擬研究現(xiàn)狀
        1.2.2 大地電磁三維地質(zhì)體二維模擬研究現(xiàn)狀
        1.2.3 大地電磁靜態(tài)效應研究現(xiàn)狀
    1.3 研究思路與研究內(nèi)容
        1.3.1 研究思路
        1.3.2 研究內(nèi)容
第二章 大地電磁測深正演理論
    2.1 正演基本理論
    2.2 一維正演問題
        2.2.1 均勻半空間問題
        2.2.2 一維層狀介質(zhì)問題
    2.3 二維正演問題
        2.3.1 二維正演邊值問題
        2.3.2 二維正演變分問題
        2.3.3 二維正演有限單元法
        2.3.4 視電阻率和阻抗相位的計算
    2.4 三維正演問題
        2.4.1 三維正演邊值問題
        2.4.2 六面體剖分單元
        2.4.3 廣義變分原理
    2.5 大型稀疏復線性方程組解法
    2.6 本章小結(jié)
第三章 COMSOL MULTIPHYSICS 軟件介紹
    3.1 COMSOL MULTIPHYSICS 軟件簡介
    3.2 COMSOL MULTIPHYSICS 軟件模擬大地電磁流程
        3.2.1 幾何模型建立
        3.2.2 網(wǎng)格剖分
        3.2.3 求解和后處理
    3.3 本章小結(jié)
第四章 大地電磁模擬結(jié)果驗證及分析
    4.1 精度驗證
    4.2 二維模型
        4.2.1 低阻模型
        4.2.2 低阻-高阻橫向混合模型
        4.2.3 高阻-低阻垂向混合模型
        4.2.4 巖體-礦體復雜模型
    4.3 三維模型
        4.3.1 模型概述
        4.3.2 模擬結(jié)果
    4.4 三維地質(zhì)體二維模擬可行性分析
        4.4.1 地質(zhì)模型
        4.4.2 三維地質(zhì)體三維模擬與二維模擬結(jié)果誤差分析
        4.4.3 8km 長三維地質(zhì)體二維模擬視電阻率相位誤差統(tǒng)計
        4.4.4 20km 長三維地質(zhì)體二維模擬視電阻率相位誤差統(tǒng)計
    4.5 大地電磁靜態(tài)效應研究
        4.5.1 二維靜態(tài)效應
        4.5.2 三維靜態(tài)效應
        4.5.3 二維和三維靜態(tài)效應對比分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論和建議
    5.1 結(jié)論
    5.2 建議
參考文獻
致謝



本文編號：3726327