航空瞬变电磁法三维数值模拟应用研究
发布时间：2021-05-24 13:54
随着航空瞬变电磁方法的日益成熟,目前已被广泛应用于矿产资源勘探、地下水探测、海洋及军事等领域。本文旨在让人们对三维航空瞬变电磁的异常响应特征及异常分布规律的认识更加清晰,并结合国家重点研发计划“深地资源勘查开采”项目“典型覆盖区航空地球物理技术示范与处理解释软件开发”的子课题“航空瞬变电磁法和地面电法数据处理方法研究及软件开发”,为此文章中采用矢量有限元算法对航空瞬变电磁进行了三维正演研究,通过对大量的地质模型模拟以及不同电性参数的计算,讨论了直升机飞行高度、低阻覆盖层层厚和覆盖层电阻率等因素对航空瞬变电磁数据影响特点,并分析电磁异常响应特征及异常分布规律。本文首先依据麦克斯韦方程组推导出航空瞬变电磁法一维、三维电磁场表达公式,在三维矢量有限元正演中先推导出频率域电磁响应公式,再经过余弦变化进行电磁场的频时转化,最后采用三次样条插值函数实现时域电场到衰减电压的转化。为了验证航空瞬变电磁三维有限元算法的准确性,文中对H性、K型以及HAK型等典型的三维层状模型进行模拟,然后与一维数字滤波解曲线相对比,并计算相对误差发现Z分量的相对误差基本在3%以内,验证了本文算法的可行性;随后对均匀半空间...
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究目的及意义
1.2 航空瞬变电磁法研究现状
1.2.1 国外航空瞬变电磁技术现状
1.2.2 国内航空瞬变电磁技术现状
1.3 航空瞬变电磁三维数值模拟研究现状
1.4 论文主要研究内容及成果
第二章 航空瞬变电磁法正演基本理论
2.1 航空瞬变电磁法工作方式
2.2 航空瞬变电磁一维正演理论
2.3 航空瞬变电磁三维有限元正演理论
2.3.1 电磁场基本理论
2.3.2 频率域电磁场在均匀半空间中电场响应
2.3.3 矢量有限元方法
2.3.4 电磁场频率域与时间域间的转换
2.3.5 时域电场到感应电动势的转换
第三章 航空瞬变电磁三维正演模拟及分析
3.1 三维正演算法验证
3.2 低阻异常体模型模拟响应
3.2.1 单个块状体模型模拟响应
3.2.2 多个块状体模型模拟响应
3.2.3 倾斜板状体模型模拟响应
3.3 直升机飞行高度变化影响研究
3.4 低阻覆盖层模型模拟研究
3.4.1 覆盖层电阻率变化影响研究
3.4.2 覆盖层厚度变化影响研究
3.5 本章小结
第四章 实际模型算例
4.1 山西阳泉富水性采空区三维模型数值模拟分析
第五章 结论及展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国直升机航空瞬变电磁探测技术进展[J]. 武欣,薛国强,方广有. 地球物理学进展. 2019(04)
[2]覆盖层影响下典型地-井模型瞬变电磁法正演[J]. 杨海燕,岳建华,徐正玉,张华,姜志海. 吉林大学学报(地球科学版). 2016(05)
[3]起伏地表频域/时域航空电磁系统三维正演模拟研究[J]. 张博,殷长春,刘云鹤,蔡晶. 地球物理学报. 2016(04)
[4]航空电磁勘查技术发展现状及展望[J]. 殷长春,张博,刘云鹤,任秀艳,齐彦福,裴易峰,邱长凯,黄鑫,黄威,缪佳佳,蔡晶. 地球物理学报. 2015(08)
[5]频率域航空电磁法地形影响和校正方法[J]. 王卫平,曾昭发,李静,吴成平. 吉林大学学报(地球科学版). 2015(03)
[6]2.5维起伏地表条件下时间域航空电磁正演模拟[J]. 殷长春,张博,刘云鹤,蔡晶. 地球物理学报. 2015(04)
[7]高原航电磁测第一飞——青海在高海拔地区首次探索开展航空时间域电磁测量获得成功[J]. 康维海. 青海国土经略. 2015(02)
[8]基于电场Helmholtz方程的回线源瞬变电磁法三维正演[J]. 李建慧,胡祥云,曾思红,路金阁,霍光谱,韩波,彭荣华. 地球物理学报. 2013(12)
[9]国务院办公厅关于转发国土资源部等部门找矿突破战略行动纲要（2011—2020年）的通知[J]. 中华人民共和国国务院公报. 2012(19)
[10]全波形时间域航空电磁响应三维有限差分数值计算[J]. 许洋铖,林君,李肃义,张晓爽,王远,嵇艳鞠. 地球物理学报. 2012(06)
博士论文
[1]复杂介质中时间域航空电磁数据仿真技术研究[D]. 齐彦福.吉林大学 2017
[2]航空瞬变电磁三维成像解释方法研究[D]. 赵越.长安大学 2016
[3]固定翼时间域航空瞬变电磁二、三维正演模拟及响应分析[D]. 朱崇利.成都理工大学 2014
硕士论文
[1]瞬变电磁法矢量有限元三维正演研究[D]. 姚伟华.长安大学 2015
[2]基于积分方程技术的三维电磁法正演模拟研究[D]. 王德智.吉林大学 2015
本文编号：3204301
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究目的及意义
1.2 航空瞬变电磁法研究现状
1.2.1 国外航空瞬变电磁技术现状
1.2.2 国内航空瞬变电磁技术现状
1.3 航空瞬变电磁三维数值模拟研究现状
1.4 论文主要研究内容及成果
第二章 航空瞬变电磁法正演基本理论
2.1 航空瞬变电磁法工作方式
2.2 航空瞬变电磁一维正演理论
2.3 航空瞬变电磁三维有限元正演理论
2.3.1 电磁场基本理论
2.3.2 频率域电磁场在均匀半空间中电场响应
2.3.3 矢量有限元方法
2.3.4 电磁场频率域与时间域间的转换
2.3.5 时域电场到感应电动势的转换
第三章 航空瞬变电磁三维正演模拟及分析
3.1 三维正演算法验证
3.2 低阻异常体模型模拟响应
3.2.1 单个块状体模型模拟响应
3.2.2 多个块状体模型模拟响应
3.2.3 倾斜板状体模型模拟响应
3.3 直升机飞行高度变化影响研究
3.4 低阻覆盖层模型模拟研究
3.4.1 覆盖层电阻率变化影响研究
3.4.2 覆盖层厚度变化影响研究
3.5 本章小结
第四章 实际模型算例
4.1 山西阳泉富水性采空区三维模型数值模拟分析
第五章 结论及展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国直升机航空瞬变电磁探测技术进展[J]. 武欣,薛国强,方广有. 地球物理学进展. 2019(04)
[2]覆盖层影响下典型地-井模型瞬变电磁法正演[J]. 杨海燕,岳建华,徐正玉,张华,姜志海. 吉林大学学报(地球科学版). 2016(05)
[3]起伏地表频域/时域航空电磁系统三维正演模拟研究[J]. 张博,殷长春,刘云鹤,蔡晶. 地球物理学报. 2016(04)
[4]航空电磁勘查技术发展现状及展望[J]. 殷长春,张博,刘云鹤,任秀艳,齐彦福,裴易峰,邱长凯,黄鑫,黄威,缪佳佳,蔡晶. 地球物理学报. 2015(08)
[5]频率域航空电磁法地形影响和校正方法[J]. 王卫平,曾昭发,李静,吴成平. 吉林大学学报(地球科学版). 2015(03)
[6]2.5维起伏地表条件下时间域航空电磁正演模拟[J]. 殷长春,张博,刘云鹤,蔡晶. 地球物理学报. 2015(04)
[7]高原航电磁测第一飞——青海在高海拔地区首次探索开展航空时间域电磁测量获得成功[J]. 康维海. 青海国土经略. 2015(02)
[8]基于电场Helmholtz方程的回线源瞬变电磁法三维正演[J]. 李建慧,胡祥云,曾思红,路金阁,霍光谱,韩波,彭荣华. 地球物理学报. 2013(12)
[9]国务院办公厅关于转发国土资源部等部门找矿突破战略行动纲要（2011—2020年）的通知[J]. 中华人民共和国国务院公报. 2012(19)
[10]全波形时间域航空电磁响应三维有限差分数值计算[J]. 许洋铖,林君,李肃义,张晓爽,王远,嵇艳鞠. 地球物理学报. 2012(06)
博士论文
[1]复杂介质中时间域航空电磁数据仿真技术研究[D]. 齐彦福.吉林大学 2017
[2]航空瞬变电磁三维成像解释方法研究[D]. 赵越.长安大学 2016
[3]固定翼时间域航空瞬变电磁二、三维正演模拟及响应分析[D]. 朱崇利.成都理工大学 2014
硕士论文
[1]瞬变电磁法矢量有限元三维正演研究[D]. 姚伟华.长安大学 2015
[2]基于积分方程技术的三维电磁法正演模拟研究[D]. 王德智.吉林大学 2015
本文编号：3204301
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