介质目标反演方法研究
发布时间：2021-04-07 19:44
介质目标的反演问题具有重要的研究意义和应用价值,其理论在地球科学和生物医学成像等领域具有广泛的应用。介质目标反演问题往往具有非常强的非线性性和病态性,这也是反演问题研究中面临的最大的挑战。本文首先将介质目标反演问题从应用背景中抽离,从电磁学的基本理论出发,建立介质目标反演的数学模型。需要着重强调的是,本文不仅研究了各向同性介质目标的反演问题,更研究了单轴各向异性介质目标的反演问题,填补了国内研究空白。本文的主要研究内容包括:1.大尺寸单轴各向异性介质目标的反演问题实际应用中往往要求高分辨率的成像结果。此时,对应的入射频率升高,目标的电尺寸增大,反演问题的非线性性会随之增大,从而难以得到正确的反演结果。单轴各向异性介质比各向同性介质更加复杂,其对应的反演问题的非线性性也更强。针对大尺寸单轴各向异性介质目标反演问题,本文将Frequency Hopping和基于子空间的优化方法（Subspace-Based Optimization Method（SOM））相结合,提出了Frequency Hopping SOM（FH-SOM）。FH-SOM以低频时的反演结果作为高频反演过程的初始值,减弱...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：117 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
缩略词表
第一章 绪论
1.1 研究工作的背景与意义
1.2 介质目标反演问题的国内外研究历史与现状
1.2.1 点目标反演问题
1.2.2 扩展目标反演问题
1.2.3 各向异性介质目标反演问题
1.3 本文的主要贡献与创新
1.4 本论文的结构安排
1.5 本章小结
第二章 各向同性介质目标反演基本理论
2.1 电磁散射基本理论
2.2 反演问题数学模型
Z波入射下的反演问题数学模型"> 2.2.1 二维各向同性介质目标在TMZ波入射下的反演问题数学模型
Z波入射下的反演问题数学模型"> 2.2.2 二维各向同性目标在TEZ波入射下的反演问题数学模型
2.3 基于子空间的优化方法（SOM）
2.3.1 目标函数与迭代求解方法
2.3.2 二维数值算例与分析
2.4 本章小结
第三章 单轴各向异性介质目标反演方法
3.1 单轴各向异性目标反演问题
3.1.1 二维单轴各向异性介质目标
3.1.2 数学模型及反演方法
3.2 二维数值算例与分析
3.3 本章小结
第四章 二维大尺寸单轴各向异性介质目标反演方法
4.1 目标电尺寸与反演问题非线性性的关系
4.2 FH-SOM
4.3 数值算例
4.4 本章小结
第五章 基于SOM的快速反演方法
5.1 DiagonalSOM（DSOM）
5.1.1 对角近似在反演问题中的应用
5.1.2 DSOM
5.1.3 SOM与DSOM对比
5.2 MDSOM
5.2.1 新电流构建方法
5.2.2 MDSOM
5.3 数值算例
5.3.1 TM波入射情况下各向同性介质目标反演
5.3.1.1 数值算例1：方形目标
5.3.1.2 数值算例2：重叠圆环目标
5.3.1.3 数值算例3：’Austria’目标
5.3.2 TE波入射情况下各向同性介质目标反演
5.3.2.1 数值算例4：环形目标
5.3.2.2 数值算例5：圆环与圆盘组合目标
5.3.2.3 数值算例6：矩形与圆盘组合目标
5.3.3 TE波入射情况下单轴各向异性介质目标反演
5.3.3.1 数值算例7：圆环与圆盘组合目标
5.3.3.2 数值算例8：重叠圆环组合目标
5.3.4 SOM、DSOM与MDSOM对比与讨论
5.4 本章小结
第六章 空间频域中反演问题求解方法
6.1 感应电流在空间频域的分布
6.2 空间频率子域电流构建方法
Z Case"> 6.2.1 TMZ Case
Z Case"> 6.2.2 TEZ Case
6.2.3 空间频率子域划分方法
Z Case"> 6.2.3.1 TMZ Case
Z Case"> 6.2.3.2 TEZ Case
6.3 空间频率子域中求解反演问题方法
6.3.1 SFS-CSI
6.3.2 SFS-SOM
6.4 数值算例
6.4.1 SFS-CSI
6.4.1.1 AustriaProfile
6.4.1.2 FoamTwinDielTM
6.4.1.3 小结
6.4.2 SFS-SOM
6.4.2.1 中空方形目标
6.4.2.2 单轴各向异性重叠圆环目标
6.4.2.3 小结
6.5 本章小结
第七章 全文总结与展望
7.1 全文总结
7.2 后续工作展望
致谢
参考文献
作者攻博期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]用矢量有限元方法模拟随钻测井仪在倾斜各向异性地层中的电磁响应[J]. 孙向阳,聂在平,赵延文,李爱勇,罗曦. 地球物理学报. 2008(05)
[2]电法测井数值模拟研究进展[J]. 聂在平. 电子科技大学学报. 1995(S1)
[3]复杂介质环境中双侧向测井响应的高效数值分析[J]. 聂在平,陈思渊. 电子学报. 1994(06)
博士论文
[1]分层物体的合成孔径聚焦超声成像技术研究[D]. 杨春.清华大学 2014
[2]二维大地电磁各向异性研究[D]. 霍光谱.中国地质大学 2012
[3]各向异性介质电磁散射及参数反演研究[D]. 魏兵.西安电子科技大学 2003
本文编号：3124079
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：117 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
缩略词表
第一章 绪论
1.1 研究工作的背景与意义
1.2 介质目标反演问题的国内外研究历史与现状
1.2.1 点目标反演问题
1.2.2 扩展目标反演问题
1.2.3 各向异性介质目标反演问题
1.3 本文的主要贡献与创新
1.4 本论文的结构安排
1.5 本章小结
第二章 各向同性介质目标反演基本理论
2.1 电磁散射基本理论
2.2 反演问题数学模型
Z波入射下的反演问题数学模型"> 2.2.1 二维各向同性介质目标在TMZ波入射下的反演问题数学模型
Z波入射下的反演问题数学模型"> 2.2.2 二维各向同性目标在TEZ波入射下的反演问题数学模型
2.3 基于子空间的优化方法（SOM）
2.3.1 目标函数与迭代求解方法
2.3.2 二维数值算例与分析
2.4 本章小结
第三章 单轴各向异性介质目标反演方法
3.1 单轴各向异性目标反演问题
3.1.1 二维单轴各向异性介质目标
3.1.2 数学模型及反演方法
3.2 二维数值算例与分析
3.3 本章小结
第四章 二维大尺寸单轴各向异性介质目标反演方法
4.1 目标电尺寸与反演问题非线性性的关系
4.2 FH-SOM
4.3 数值算例
4.4 本章小结
第五章 基于SOM的快速反演方法
5.1 DiagonalSOM（DSOM）
5.1.1 对角近似在反演问题中的应用
5.1.2 DSOM
5.1.3 SOM与DSOM对比
5.2 MDSOM
5.2.1 新电流构建方法
5.2.2 MDSOM
5.3 数值算例
5.3.1 TM波入射情况下各向同性介质目标反演
5.3.1.1 数值算例1：方形目标
5.3.1.2 数值算例2：重叠圆环目标
5.3.1.3 数值算例3：’Austria’目标
5.3.2 TE波入射情况下各向同性介质目标反演
5.3.2.1 数值算例4：环形目标
5.3.2.2 数值算例5：圆环与圆盘组合目标
5.3.2.3 数值算例6：矩形与圆盘组合目标
5.3.3 TE波入射情况下单轴各向异性介质目标反演
5.3.3.1 数值算例7：圆环与圆盘组合目标
5.3.3.2 数值算例8：重叠圆环组合目标
5.3.4 SOM、DSOM与MDSOM对比与讨论
5.4 本章小结
第六章 空间频域中反演问题求解方法
6.1 感应电流在空间频域的分布
6.2 空间频率子域电流构建方法
Z Case"> 6.2.1 TMZ Case
Z Case"> 6.2.2 TEZ Case
6.2.3 空间频率子域划分方法
Z Case"> 6.2.3.1 TMZ Case
Z Case"> 6.2.3.2 TEZ Case
6.3 空间频率子域中求解反演问题方法
6.3.1 SFS-CSI
6.3.2 SFS-SOM
6.4 数值算例
6.4.1 SFS-CSI
6.4.1.1 AustriaProfile
6.4.1.2 FoamTwinDielTM
6.4.1.3 小结
6.4.2 SFS-SOM
6.4.2.1 中空方形目标
6.4.2.2 单轴各向异性重叠圆环目标
6.4.2.3 小结
6.5 本章小结
第七章 全文总结与展望
7.1 全文总结
7.2 后续工作展望
致谢
参考文献
作者攻博期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]用矢量有限元方法模拟随钻测井仪在倾斜各向异性地层中的电磁响应[J]. 孙向阳,聂在平,赵延文,李爱勇,罗曦. 地球物理学报. 2008(05)
[2]电法测井数值模拟研究进展[J]. 聂在平. 电子科技大学学报. 1995(S1)
[3]复杂介质环境中双侧向测井响应的高效数值分析[J]. 聂在平,陈思渊. 电子学报. 1994(06)
博士论文
[1]分层物体的合成孔径聚焦超声成像技术研究[D]. 杨春.清华大学 2014
[2]二维大地电磁各向异性研究[D]. 霍光谱.中国地质大学 2012
[3]各向异性介质电磁散射及参数反演研究[D]. 魏兵.西安电子科技大学 2003
本文编号：3124079
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3124079.html
