含激电效应的可控源电磁法三维正演及响应研究

发布时间：2018-05-15 15:39

  本文选题：可控源电磁法 + 激电效应　； 参考：《东华理工大学》2017年硕士论文

【摘要】：可控源电磁法是地球物理方法的重要组成部分,通常包括可控源音频大地电磁法(CSAMT)和海洋可控源电磁法(MCSEM),该方法采用人工建立的交变电场作为激发源,当遇到地下极化介质时会发生激发极化效应,为研究响应特征,本文开展了含激电效应的可控源电磁法三维正演研究。从Maxwell基本方程出发,引入Cole-Cole模型,推导出基于Lorenz规范条件的磁矢势和标势耦合方程。以有限长导线的电性源为场源,使用交错网格以及有限体积法对方程进行离散,得到大型对称稀疏线性方程组,采用Jacobi迭代预处理和拟最小残差算法进行求解,实现了考虑激电效应的可控源电磁法三维正演。通过与一维解析解对比,验证了算法的有效性和准确性。利用开发的算法对典型地电模型进行CSAMT响应计算,分析了充电率、频率相关系数、时间常数以及电阻率的响应特征并总结其规律。然后对海洋层状模型进行了MCSEM响应计算,分析了场源高度、海水深度、充电率、时间常数、频率相关系数的响应并总结其规律。论文研究结果可以为可控源电磁法三维反演提供基础,为异常解释提供参考。
[Abstract]:Controlled source electromagnetic method is an important part of geophysical methods, usually including controllable source audio magnetotelluric method (CSAMT) and ocean controllable source electromagnetic method (MCSEMN). This method uses artificial alternating electric field as excitation source. In order to study the response characteristics, the three-dimensional forward modeling of controllable source electromagnetic method with IP effect has been carried out in this paper. Starting from the basic Maxwell equation and introducing the Cole-Cole model, the coupling equations of magnetic vector potential and scalar potential based on Lorenz gauge condition are derived. Taking the electric source of finite wire as field source, the equation is discretized by staggered grid and finite volume method, and a large symmetric sparse linear equation system is obtained, which is solved by Jacobi iterative preprocessing and quasi minimum residual algorithm. The three dimensional forward modeling of controllable source electromagnetic method considering IP effect is realized. The validity and accuracy of the algorithm are verified by comparing with one-dimensional analytical solution. The CSAMT response of typical geoelectric model is calculated by using the developed algorithm. The response characteristics of charge rate, frequency correlation coefficient, time constant and resistivity are analyzed and summarized. Then, the MCSEM response of ocean layered model is calculated, and the response of field height, seawater depth, charge rate, time constant and frequency correlation coefficient are analyzed and summarized. The results of this paper can provide a basis for 3D inversion of controllable source electromagnetic method and a reference for anomaly interpretation.
【学位授予单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P631.325

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本文编号：1892928