大地电磁测深二维各向异性有限元正演模拟

发布时间：2017-08-29 16:31

  本文关键词：大地电磁测深二维各向异性有限元正演模拟

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【摘要】：经过半个多世纪的研究发展,大地电磁法已经成为地球物理勘探中的重要分支。对大地电磁理论的研究,已经从最初的一维正反演计算到如今的三维模型研究,二、三维正反演计算也广泛应用到了实际生产中。但这些研究还主意是针对各向同性理论进行的。随着我们对地球的更加了解,已有越来越多的学者注意到地球内部电性各向异性介质的普遍存在,在大地电磁资料处理解释中是不能忽视的。故此近些年国内外对大地电磁各向异性理论正反演的研究也变得十分活跃,在模拟研究方面已经有一定进展。本文选题开展电性各向异性条件下的大地电磁二维正演进行研究,其目标是通过大地电磁二维各向异性的正演模拟计算,对大地电磁二维各向异性正演的结果进行分析研究,总结其特点和规律。论文首先从大地电磁场条件下的麦克斯韦方程组出发,引入张量电阻率,推导出在电性各向异性情况下的大地电磁场二阶偏微分方程组。而后,通过C++程序编写,利用有限元数值模拟技术,对电性各向异性情况下的大地电磁场二阶偏微分方程组进行求解。在此基础上,选取常用模型,对各向异性大地电磁场二维响应进行分析总结,发现其在TE模式的数据更接近于各向异性模型在X方向上的同性响应结果,而TM模式数据更接近于各向异性模型在内Y方向上的各向同性响应结果。论文最后选取电性各向异性条件下的大地电磁正演不同模式数据,进行大地电磁二维各向同性反演。该研究成果对大地电磁实测数据反演提供依据和指导,即在实际勘探中,出现两种模式采集数据曲线不一致的情况下,如果主要关注其在X方向上的地下电阻率情况,可以选用TE模式数据进行反演;其他情况下,由于TM数据不论是对高阻和低阻都具有更高的灵敏性,一般考虑用TM数据进行反演。并且切忌选用TE和TM数据进行联合反演。
【关键词】：大地电磁法 电性各向异性 有限单元法 正演模拟
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P631.325
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-12
• 1.1 选题背景及研究意义9
• 1.2 研究发展历程及现状9-10
• 1.3 主要研究内容与思路10-12
• 第2章 电性各向异性二维大地电磁正演理论12-20
• 2.1 大地电磁场基本方程12-13
• 2.2 二维各向同性正演理论13-15
• 2.3 各向异性电性结构模型说明15-16
• 2.4 二维各向异性正演理论16-20
• 2.4.1 边界条件17-18
• 2.4.2 水平各向异性正演理论18
• 2.4.3 剖面各向异性正演理论18-19
• 2.4.4 垂向各向异性正演理论19-20
• 第3章 电性各向异性大地电磁二维有限元模拟20-35
• 3.1 变分问题20-21
• 3.2 三角形单元剖分21-23
• 3.3 线性插值23-24
• 3.4 刚度矩阵的计算24-28
• 3.4.1 TE极化模式刚度矩阵的计算24-27
• 3.4.2 TM极化模式刚度矩阵的计算27-28
• 3.5 辅助场、阻抗、视电阻率的求取28-29
• 3.6 程序实现29-35
• 3.6.1 参数读入建模模块30-31
• 3.6.2 网格剖分模块：31-32
• 3.6.3 刚度矩阵组装模块32-33
• 3.6.4 解线性方程组模块33
• 3.6.5 视电阻率及相位计算模块33-34
• 3.6.6 输出模块34-35
• 第4章 各向异性二维正演响应分析35-49
• 4.1 程序正确性验证35-42
• 4.1.1 一维模拟正演结果验证35-36
• 4.1.2 二维模型模拟正演结果验证36-42
• 4.2 典型模型正演响应分析42-48
• 4.2.1 均匀半空间各向异性响应分析43-44
• 4.2.2 高低阻异常体模型响应分析44-45
• 4.2.3 静位移模型响应分析45-48
• 4.3 本章小结48-49
• 第5章 电性各向异性模型反演研究49-59
• 5.1 高低阻异常体模型响应反演49-54
• 5.2 静位移模型响应反演54-58
• 5.3 本章小结58-59
• 结论与建议59-61
• 主要研究成果59
• 不足与建议59-61
• 致谢61-63
• 参考文献63-67
• 攻读硕士期间取得的主要成果67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王绪本;周军;李海蓉;李坚;苟定才;;二维大地电磁静位移估算及其在隧道勘探中的应用[J];铁道工程学报;2014年08期

2 胡祥云;霍光谱;高锐;王海燕;黄一凡;张云霞;左博新;蔡建超;;大地电磁各向异性二维模拟及实例分析[J];地球物理学报;2013年12期

3 秦林江;杨长福;陈X;;大地电磁各向异性模型解析解及其讨论[J];中国科学:地球科学;2013年09期

4 LI Yuguo;LUO Ming;PEI Jianxin;;Adaptive Finite Element Modeling of Marine Controlled-Source Electromagnetic Fields in Two-Dimensional General Anisotropic Media[J];Journal of Ocean University of China;2013年01期

5 霍光谱;胡祥云;方慧;黄一凡;;层状各向异性介质大地电磁联合反演研究[J];物理学报;2012年12期

6 韩波;胡祥云;何展翔;蔡建超;;大地电磁反演方法的数学分类[J];石油地球物理勘探;2012年01期

7 霍光谱;胡祥云;刘敏;;各向异性介质中大地电磁正演研究综述[J];地球物理学进展;2011年06期

8 赵国泽;陈小斌;汤吉;;中国地球电磁法新进展和发展趋势[J];地球物理学进展;2007年04期

9 杨长福,林长佑,孙崇赤,李清河;二维对称各向异性介质大地电磁反演[J];地震学报;2005年03期

10 阮爱国,李清河;EDA各向异性层状介质MT正演模拟[J];华南地震;1999年04期

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本文编号：754333