点源直流电法有限元二维正演模拟

发布时间：2020-06-07 07:33

【摘要】：直流电法是电法勘探的一个重要分支,在解决水文、煤田、工程地质、以及地壳构造的研究中都得到较为广泛的应用。直流电法的正演问题是已知地电模型和场源分布,求解电场的分布规律,它是直流电法反演问题的基础。论文采用有限单元法模拟基于亥姆霍兹方程二维空间分布的点电源电场,网格剖分选用三角剖分,边界场值采用三类不同边界条件;使用积分方程法求取了波数k,求解超定方程求取了系数g,在此基础上实现傅氏反变换,实现了点源直流电法二维有限元数值模拟。为了验证数值解的准确性,论文通过分离变量法推导了直流电法一维水平层状模型地表电位解析解,采用龙贝格数值积分求取了一维水平层状模型(二层、三层和四层)的解析解,经一维层状地形解析解及均匀半空间解析解与数值解对比,验证了数值解的准确性。论文建立不同的地电模型,通过有限元正演求取了点源供电情况下不同电性地质异常体场的电位分布规律,并求取了不同位置测量电极的电位差,计算得到了模拟实测情况下的视电阻率,绘制了相应的视电阻率断面图;并与水槽模拟得到的结果进行对比,分析了单边供电和双边供电以及不同测量装置的横向和纵向的分辨率。论文研究成果为实际生产提供了理论依据。
【图文】：

技术路线图

2 直流电法的基本可视接地供电极A和B是两个点接触的电极。于是 AB 间距离较大，我们仅在其中一个电极附近观一电极在无穷远处，这样，我们就得到了一个点测点离开 AB 电极的距离远大于 AB 时，，可视为 各类场源地下电流场的分布规律。如图 2.2 所示，地下半空间充满电阻率 ρ的均处有一点电流源 I。求距 A 为 r 的任一点 M 处的
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P631.3

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 鲁杏;张胜业;崔先文;;基于异常场的2.5维电阻率有限元正演模拟[J];地球物理学进展;2014年06期

2 金聪;刘江平;;二维高密度电阻率法数值模拟与应用[J];地质与勘探;2014年05期

3 彭艳华;柳建新;刘海飞;孙丽影;;直流电阻率2.5维有限元数值模拟[J];地球物理学进展;2014年04期

4 张继锋;智庆全;李貅;冯兵;;起伏地形电偶源2.5维有限元数值模拟[J];中国有色金属学报;2013年09期

5 王小龙;冯宏;田华光;吴迪;;基于COMSOL MULTIPHYSICS的直流电法正演模拟[J];煤田地质与勘探;2011年05期

6 强建科;罗延钟;;三维地形直流电阻率有限元法模拟[J];地球物理学报;2007年05期

7 闫述,陈明生,傅君眉;瞬变电磁场的直接时域数值分析[J];地球物理学报;2002年02期

8 阮百尧,熊彬,徐世浙;三维地电断面电阻率测深有限元数值模拟[J];地球科学;2001年01期

9 冯治汉;有限元和有限差分法计算中的波数选取[J];物探化探计算技术;2000年01期

10 吴小平,徐果明,李时灿;利用不完全Cholesky共轭梯度法求解点源三维地电场[J];地球物理学报;1998年06期

相关硕士学位论文 前3条

1 蒋鑫;高密度电阻率法的正演数值模拟研究[D];吉林大学;2013年

2 孙瑛;基于ANSYS的直流电阻率法在工程地质隐患探测的正演研究[D];南京大学;2012年

3 高炳魁;基于ANSYS直流电测深法的边坡勘探正演[D];中南大学;2008年

本文编号：2701079