中心回线瞬变电磁2.5维正演及反演研究

发布时间：2018-06-30 17:18

本文选题：瞬变电磁 + 正演　；参考：《成都理工大学》2015年硕士论文

【摘要】：瞬变电磁法作为近年来迅速发展的电磁法,因为其分辨率高,勘探深度大等优点,被广泛应用于工程,环境,水文,能源勘探等领域。但是,瞬变电磁法资料解释水平还较低,在野外应用中,基本处于一维阶段,现阶段二维以及三维反演技术还不能用于实际生产中。但是随着计算机技术的飞速发展,以及瞬变电磁智能化先进仪器的不断涌现,对瞬变电磁资料解释也提出了新的要求。因此本文针对该该问题,以瞬变电磁2.5维正反演为研究对象。瞬变电磁2.5维正反演问题,即采用三维源,二维的地电断面,与三维模型相比,只需要对截面而不是整个体积作离散处理,相对节省了计算量;与一维、二维模型相比,其又能较好的近似地质情况。而如今瞬变电磁2.5维问题的研究并不多,并且还有很多不妥善之处,主要表现在计算精度和计算速度方面,目前程度的瞬变电磁2.5维正反演暂时还不能应用到实际生产中,所以对于2.5维模拟的进一步研究是非常有意义和价值的。而中心回线法是瞬变电磁中最常用到的方法之一,在目前的理论研究却并不多,因此本文选择了瞬变电磁中心回线2.5维正反演问题为研究内容。本文从瞬变电磁的一维正演出发,对麦克斯韦方程进行推导,进行了汉克尔数数值滤波和余弦数值滤波,得到瞬变电磁一维响应式,实现了瞬变电磁的一维正演。通过对发射参数的改变了解不同发射参数下的瞬变电磁响应,其中发射线框越大,瞬变电磁响应的衰减就越慢,早期的时间也就越长,随着发射电流的增大,瞬变电磁响应的幅值也线性增大。通过建立各种地电模型,从而了解瞬变电磁响应规律,其中包括D型,G型以及H型。在瞬变电磁2.5维正演方面,从麦克斯韦方程出发,对瞬变电磁2.5维问题中异常体偏微分方程的定解问题,变分问题,边界问题等进行了详细的推导。在这其中着重的分析了几个关键性问题:拉普拉斯变换,傅里叶变换,非走向分量的计算。使用了非结构化网格这一工具,对异常区网格以及在测点附近进行了局部的加密处理,大幅度的降低了网格单元数和节点数,从而减少了不必要的节点计算。通过该非结构网格剖分方法可以实现对复杂模型的剖分,使得瞬变电磁2.5维正演的应用范围得到很好的扩展。建立K型和H型两种模型,并进行了瞬变电磁2.5维正演有限元的计算,将计算结果与同样模型的解析解进行了比较,可以知道有限元解和解析解,它们的误差很小,说明本文的2.5维有限元解的可行性和有效性。利用瞬变电磁2.5维正演有限元算法分别对直立低阻板状体和低阻圆柱体,两个低阻圆柱体同时存在这三个模型进行了模拟,直立低阻板状体,在板状体两边出现极大值,板状体处呈现极小值;低阻圆柱体体模拟中,圆柱体处时,各测道出现了明显的对称,并且出现了圆柱体顶的单峰异常;两个低阻圆柱体同时存在,当扩散到两个圆柱体处时,出现了对称的两个极大值,在极大值中间存在极小值。在反演方面,首先是一维反演,利用二等分全区视电阻率算法进行“烟圈”快速反演,并设置各种模型进行了反演,总结出了该反演方法具有反演速度快,反演的电阻率剖面能够大致的描述出地下地质分布的特点。对于瞬变电磁法的2.5维反演,本文提出以烟圈反演结果和测区地质信息做为得到初始模型,也就是利用烟圈反演作为2.5反演的参考,并通过人为的对反演结果与2.5维正演模型进行对比,即人机联合反演,实现瞬变电磁2.5反演。该方法具有一定的可行性。
[Abstract]:Transient electromagnetic method is widely used in engineering , environment , hydrology , energy exploration , etc . In this paper , two models of low - resistance cylinder and low - resistance cylinder are analyzed by using transient electromagnetic 2.5 - dimensional forward - acting finite element method .
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P631.325

【相似文献】