可控源電磁法（Controlled Source Electromagnetic Method,CSEM）是一種重要的地球物理勘探手段,在礦產(chǎn)和油氣資源勘探,水文與環(huán)境調(diào)查、地質(zhì)構(gòu)造研究和災(zāi)害預(yù)測等方面得到了廣泛的應(yīng)用。目前,隨著電磁探測環(huán)境的復(fù)雜化和探測深度的不斷增加,對電磁勘探解釋理論和技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。本研究擬研究基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格有限元法的可控源電磁三維正反演技術(shù),提高起伏地表等復(fù)雜條件下可控源電磁探測的解釋精度。通過引入非結(jié)構(gòu)四面體網(wǎng)格進(jìn)行地電模型剖分,實現(xiàn)了對起伏地表的精確擬合,減小了由于地形擬合誤差引起的正演精度損失。正演計算采用矢量有限元方法（Edge-Based Finite Element Method,EB-FEM）,避免由于未施加散度條件引起的數(shù)值誤差。最終的正演方程采用直接求解器MUMPS進(jìn)行求解,一定程度上克服了非結(jié)構(gòu)四面體網(wǎng)格帶來的條件數(shù)較差的影響�？紤]所有相關(guān)單元的影響,對于發(fā)射源的處理,本文采用分段積分的策略,實現(xiàn)任意姿態(tài)發(fā)射源的模擬。基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的靈活性,本文合理地加密測點和發(fā)射源附近的網(wǎng)格,而稀疏化影響較小的網(wǎng)格,控制了正演網(wǎng)格的數(shù)量,進(jìn)而保證了計... 

【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)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

MCSEM模型不同正演算法電場Ex分量結(jié)果對比

第2章頻率域可控源電磁法三維正演方法162.2a和圖2.2c結(jié)果表明兩種方法所得正演視電阻率和相位結(jié)果具有較好的一致性，誤差曲線顯示視電阻率誤差最大值低于3%，相位誤差最大值低于0.5度，認(rèn)為本文算法同樣能夠用于陸地CSEM數(shù)值模擬。圖2.2CSAMT模型不同正演算法視電阻率和相位結(jié)果對比a)視電阻率對比;b)視電阻率相對誤差;c)相位對比;b)相位誤差本章小結(jié)本章詳細(xì)推導(dǎo)了頻率域可控源電磁法三維正演相關(guān)理論公式。從基本的麥克斯韋方程出發(fā)，推導(dǎo)了基于矢量有限元法計算的頻率域可控源電磁法三維正演基本原理公式，然后在第三、四、五小節(jié)分別介紹了矢量基函數(shù)、單元矩陣和源項的相關(guān)處理方法。第六小節(jié)給出了最終的正演求解方程，第七小節(jié)則通過一維海洋電磁模型半解析解及本文采用正演算法的對比，驗證了本文采用的正演算法精度能夠滿足實際工作需要。

第3章頻率域可控源電磁法三維反演方法21與黃色四面體共頂點的綠色四面體的數(shù)目；Δrij表示非結(jié)構(gòu)四面體單元之間質(zhì)心的距離，即圖中白色虛線長度。圖3.1模型粗糙度算子相關(guān)計算參數(shù)(參考Key,2016)（藍(lán)色圓點為四面體質(zhì)心，白色虛線為質(zhì)心之間的距離Δrij，黃色四面體為第i個四面體）3.4反演參數(shù)上下限約束為了減少虛假異常，提高反演結(jié)果的可靠性，本文對反演過程中電導(dǎo)率的上下限進(jìn)行了約束，其基本思想是通過對數(shù)參數(shù)的轉(zhuǎn)換函數(shù)連接真實模型與轉(zhuǎn)換域模型，實質(zhì)上是進(jìn)行對數(shù)變換，變換后的模型參數(shù)稱為轉(zhuǎn)換域內(nèi)模型參數(shù)，再通過轉(zhuǎn)換域內(nèi)設(shè)置上下限的方式進(jìn)行約束。首先，模型參數(shù)到轉(zhuǎn)換域內(nèi)的變化可表示為)log()log(kkkkkmbamx，kkkbma，k1,2,,M（3.23）式中，mk和xk分別為第k個非結(jié)構(gòu)四面體單元的真實模型參數(shù)和轉(zhuǎn)換域模型參數(shù)，bk和ak分別表示模型參數(shù)的上下限。則關(guān)于xk的靈敏度矩陣可表示為kkkkkmxmxddJ（3.24）其中，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種探測深部金屬礦床的新方法[J]. 劉文浩.  黃金科學(xué)技術(shù). 2019(06)
[2]陸地可控源電磁法探測效果的頻率響應(yīng)[J]. 萬偉,唐新功,黃清華.  地球物理學(xué)報. 2019(12)
[3]頻率域海洋可控源電磁垂直各向異性三維反演[J]. 彭榮華,胡祥云,李建慧,劉亞軍.  地球物理學(xué)報. 2019(06)
[4]基于可控源電磁法阻抗信息的有限內(nèi)存擬牛頓法三維反演[J]. 楊悅,翁愛華,張艷輝,李世文,李建平,唐裕.  吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版). 2019(02)
[5]基于有限元-積分方程的三維可控源電磁法混合正演模擬（英文）[J]. 周峰,湯井田,任政勇,張志勇,陳煌,皇祥宇,鐘乙源.  Applied Geophysics. 2018(Z1)
[6]復(fù)雜地下異常體的可控源電磁法積分方程正演[J]. 湯井田,周峰,任政勇,肖曉,邱樂穩(wěn),陳超健,陳煌.  地球物理學(xué)報. 2018(04)
[7]積分方程法復(fù)雜介質(zhì)可控源電磁勘探快速正反演研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J]. 李靜和,駱東德,李廣聰,李長偉,羅天涯.  CT理論與應(yīng)用研究. 2017(05)
[8]基于Coulomb規(guī)范勢的電導(dǎo)率呈任意各向異性海洋可控源電磁三維非結(jié)構(gòu)化有限元數(shù)值模擬[J]. 陳漢波,李桐林,熊彬,陳帥,劉永亮.  地球物理學(xué)報. 2017 (08)
[9]基于VTI各向異性介質(zhì)的頻率域海洋可控源電磁三維約束反演[J]. 趙寧,王緒本,秦策,余年,周軍,徐玉聰.  地球物理學(xué)報. 2017 (05)
[10]基于瞬時電流脈沖的三維時間域航空電磁全波形正演模擬[J]. 齊彥福,殷長春,劉云鶴,蔡晶.  地球物理學(xué)報. 2017 (01)

博士論文
[1]基于有理Krylov和代數(shù)多重網(wǎng)格的三維主動源電磁法矢量有限元正演研究[D]. 邱長凱.吉林大學(xué) 2019
[2]復(fù)雜介質(zhì)中可控源電磁法有限元正反演研究[D]. 岳明鑫.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[3]頻率域海洋可控源電磁數(shù)據(jù)三維非線性共軛梯度反演[D]. 羅勇.中國地質(zhì)大學(xué) 2017
[4]地面頻率域電磁法三維有限體積正演與截斷牛頓法反演[D]. 陳輝.吉林大學(xué) 2017
[5]頻率域可控源電磁法三維正反演研究[D]. 彭榮華.中國地質(zhì)大學(xué) 2016
[6]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
[7]CSAMT三維交錯采樣有限差分?jǐn)?shù)值模擬并行算法研究[D]. 陳銳.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2012
[8]可控源音頻大地電磁法三維交錯采樣有限差分?jǐn)?shù)值模擬研究[D]. 鄧居智.中國地質(zhì)大學(xué)（北京） 2011
[9]三維可控源電磁法非線性共軛梯度反演研究[D]. 劉云鶴.吉林大學(xué) 2011
[10]高階矢量有限元方法在電磁領(lǐng)域中的研究及應(yīng)用[D]. 尹文祿.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010

碩士論文
[1]可控源音頻大地電磁法電阻率和磁導(dǎo)率雙參數(shù)模型三維正反演研究[D]. 吳奎鋒.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2019
[2]三維頻率域可控源電磁法各向異性正反演研究[D]. 陳帥.吉林大學(xué) 2017
[3]各向異性介質(zhì)中可控源音頻大地電磁三維數(shù)值模擬[D]. 張衡.吉林大學(xué) 2017
[4]海洋可控源電磁三維反演方法研究[D]. 叢堯.中國石油大學(xué)(華東) 2017
[5]帶地形頻率域可控源電磁法三維正反演研究[D]. 朱成.吉林大學(xué) 2016
[6]可控源音頻大地電磁法三維有限差分正演模擬及場源效應(yīng)研究[D]. 秦策.成都理工大學(xué) 2015
[7]海洋可控源電磁法三維正演研究[D]. 王超.中國地質(zhì)大學(xué)（北京） 2014



本文編號：3334591