瞬變電磁法（TEM）作為一種非常有效的地球物理勘探方法,被廣泛地應(yīng)用于地質(zhì)勘探當(dāng)中。將該方法應(yīng)用于煤層分布情況勘探具有較高的理論及實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。時(shí)域有限差分（FDTD）算法是計(jì)算瞬變電磁三維正演方法的一種主要方法,但它也有自身的局限性,需要受到柯朗-弗里德里希斯列維（Courant-Friedrich-Levy,CFL）穩(wěn)定性條件的約束,即其時(shí)間步長(zhǎng)的選取與空間步長(zhǎng)相關(guān),當(dāng)對(duì)精細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬時(shí),傳統(tǒng)的時(shí)域有限差分方法往往是十分耗時(shí)的。為了克服上述問(wèn)題,本文采用Crank-Nicolson（CN-FDTD）時(shí)域有限差分算法作為瞬變電磁三維正演的計(jì)算方法,它不需要滿足CFL穩(wěn)定性條件,仍具有很好的計(jì)算精度。本文在分析CN-FDTD算法的基礎(chǔ)上,采用CN-FDTD作為計(jì)算方法對(duì)均勻半空間模型進(jìn)行了瞬變電磁三維正演仿真,并分析參數(shù)（電阻率、電流幅值、關(guān)斷時(shí)間）的改變對(duì)仿真結(jié)果的影響;在此基礎(chǔ)上,對(duì)典型兩層地電模型:D型地電模型及G型地電模型、典型三層地電模型:A型地電模型、H型地電模型、K型地電模型及Q型地電模型進(jìn)行正演仿真,并與均勻半空間模型進(jìn)行對(duì)比分析,得出相應(yīng)地電模型的瞬變電磁響應(yīng)曲線的... 

【文章來(lái)源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
2 Crank-Nicolson差分近似瞬變電磁正演理論
    2.1 CN-FDTD理論及完全匹配層
    2.2 瞬變電磁法
    2.3 MPI方法
    2.4 本章小結(jié)
3 CN-FDTD算法正演模型瞬變電磁響應(yīng)特征分析
    3.1 均勻半空間模型瞬變電磁響應(yīng)特征
        3.1.1 不同電阻率下均勻半空間模型瞬變電磁響應(yīng)特征
        3.1.2 不同電流幅值下均勻半空間模型瞬變電磁響應(yīng)特征
        3.1.3 不同關(guān)斷時(shí)間下均勻半空間模型瞬變電磁響應(yīng)特征
    3.2 兩層層狀模型的瞬變電磁響應(yīng)特征
        3.2.1 D型地電模型的瞬變電磁響應(yīng)特征
        3.2.2 G型地電模型的的瞬變電磁響應(yīng)特征
    3.3 三層層狀模型的瞬變電磁響應(yīng)特征
        3.3.1 A型地電模型的瞬變電磁響應(yīng)特征
        3.3.2 K型地電模型的瞬變電磁響應(yīng)特征
        3.3.3 H型地電模型的瞬變電磁響應(yīng)特征
        3.3.4 Q型地電模型的瞬變電磁響應(yīng)特征
    3.4 本章小結(jié)
4 CN-FDTD算法在煤層采空區(qū)中的建模與仿真
    4.1 正演模型建立依據(jù)
    4.2 單層采空區(qū)模型的建立及仿真
        4.2.1 單層低阻采空區(qū)模型的建立及仿真
        4.2.2 單層高阻采空區(qū)模型的建立及仿真
    4.3 雙層采空區(qū)模型的建立及仿真
        4.3.1 雙層低阻采空區(qū)模型的建立及仿真
        4.3.2 雙層高阻采空區(qū)模型的建立及仿真
        4.3.3 雙層高低阻采空區(qū)模型的建立及仿真
        4.3.4 雙層低高阻采空區(qū)模型的建立及仿真
    4.4 不同充水條件對(duì)仿真結(jié)果的影響
    4.5 本章小結(jié)
5 CN-FDTD算法中的MPI并行處理仿真及驗(yàn)證
    5.1 MPI并行方法
        5.1.1 MPI的原始數(shù)據(jù)類(lèi)型及定義
        5.1.2 MPI接口調(diào)用
        5.1.3 MPI程序基本結(jié)構(gòu)
        5.1.4 MPI流程設(shè)計(jì)及程序?qū)崿F(xiàn)
    5.2 并行計(jì)算正確性驗(yàn)證及誤差分析
        5.2.1 均勻半空間模型并行正確性驗(yàn)證及誤差分析
        5.2.2 典型層狀模型并行正確性驗(yàn)證及誤差分析
        5.2.3 含有采空區(qū)模型并行正確性驗(yàn)證及誤差分析
    5.3 并行計(jì)算加速性能分析
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號(hào)：3348807