本文關(guān)鍵詞：海洋可控源電磁三維響應(yīng)高效算法及正電子碰撞亞穩(wěn)態(tài)氫的Ps形成

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【摘要】：本論文主要涉及兩個(gè)方面的研究內(nèi)容,第一部分是針對(duì)軸對(duì)稱電導(dǎo)率空間分布的這類海洋地電模型,研究建立海洋可控源電磁三維響應(yīng)的一種高效數(shù)值模擬方法;另一部分是應(yīng)用連續(xù)畸變波方法研究正電子與亞穩(wěn)態(tài)氫原子散射時(shí)正負(fù)電子偶素的形成過程。兩部分研究工作介紹如下。第一部分:海洋可控源電磁三維響應(yīng)的高效數(shù)值模擬海洋可控源電磁法是鉆前儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的有效手段,主要用于海底構(gòu)造、儲(chǔ)油/儲(chǔ)水層特征等的識(shí)別,以便幫助降低盲鉆率和勘探成本,因此,已成為當(dāng)前地球物理中非常重要的研究課題,吸引了國內(nèi)外眾多的數(shù)學(xué)、物理以及地球物理工作者對(duì)此展開相關(guān)的研究。然而,海洋可控源電磁資料處理和解釋往往涉及到三維電磁響應(yīng)數(shù)值模擬與反演成像問題,實(shí)際計(jì)算工作量往往很大,嚴(yán)重限制了海洋可控源電磁法推廣應(yīng)用。目前,在海洋可控源電磁資料處理與反演成像過程中,為提高資料處理的效率并降低反演結(jié)果的非唯一性,通常將海洋環(huán)境中較為復(fù)雜的地質(zhì)體,例如玄武巖基巖、油氣圈閉構(gòu)造以及起伏界面等,簡化為具有軸對(duì)稱電導(dǎo)率分布的散射體(異常體)。為了提高這類軸對(duì)稱電導(dǎo)率異常體上海洋可控源三維電磁響應(yīng)的計(jì)算效率,本文將充分利用電導(dǎo)率軸對(duì)稱分布特征,設(shè)法用一個(gè)或多個(gè)不同半徑不同厚度的水平同心圓盤逼近這類軸對(duì)稱電導(dǎo)率散射體,并將這些同心圓盤與海洋環(huán)境中的空氣、海水、沉積層與基巖等背景介質(zhì)結(jié)合,形成一個(gè)在水平方向電導(dǎo)率具有軸對(duì)稱分布、在垂直方向又具有分層特征的水平層狀非均質(zhì)模型。在此基礎(chǔ)上,應(yīng)用數(shù)值模式匹配法研究建立水平電偶極子發(fā)射天線電磁場的數(shù)值模擬方法,給出位于對(duì)稱軸上的水平發(fā)射天線電磁場在層狀非均質(zhì)地層中的半解析解,建立海洋可控源電磁響應(yīng)一種三維高效算法。最后通過數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)該算法進(jìn)行檢驗(yàn)并考察海洋可控源三維電磁響應(yīng)變化特征。第二部分:正電子與亞穩(wěn)態(tài)氫原子散射的正負(fù)電子偶素形成正電子碰撞原子時(shí)正負(fù)電子偶素(Ps)的形成是原子散射中重要的電荷轉(zhuǎn)移過程,散射過程中靶原子的一個(gè)電子被入射的正電子捕獲,在末態(tài)形成一個(gè)類氫原子的正負(fù)電子偶素。本論文將應(yīng)用連續(xù)畸變波方法來研究正電子與亞穩(wěn)態(tài)氫原子H(2s)散射時(shí)正負(fù)電子偶素的形成過程,從理論上對(duì)雙通道、雙中心的連續(xù)畸變波方法進(jìn)行詳細(xì)推導(dǎo),并計(jì)算出正電子碰撞處于2s亞穩(wěn)態(tài)的氫原子時(shí)正負(fù)電子偶素的形成截面;當(dāng)正電子入射的能量從Ps形成閾值逐漸增大至較高能量時(shí),依次計(jì)算Ps形成的微分截面、積分截面和總散射截面,并將計(jì)算結(jié)果與其它理論計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行比較。理論模擬結(jié)果顯示:當(dāng)入射正電子具有較高能量時(shí),我們對(duì)碰撞產(chǎn)生Ps的截面計(jì)算結(jié)果與其他畸變波理論符合得很好;同時(shí),若正電子具有的能量較低,我們的計(jì)算結(jié)果相對(duì)其他理論會(huì)更加符合物理預(yù)期。我們還首次計(jì)算了p態(tài)的Ps形成截面,并利用比例關(guān)系計(jì)算了總的Ps形成截面。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P631.325

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本文編號(hào)：1305059