三维复电阻率电磁场正演研究

将Cole—Cole模型表示的地下异常体各剖分单元复电阻率,引入到体积分方程求解均匀大地三维电磁场计算中,实现电偶源地面激发、接收复电阻率三维电磁场正演模拟。     

基于OpenMP一维CSAMT正演并行计算研究

电偶极子场源在水平层状介质中传播的电磁场的数值解是通过求解含有零阶和一阶贝塞尔函数的积分(汉克尔变换)所得,可控源音频大地电磁法(CSAMT)一维正演计算就是计算各个频率的视电阻率,使用传统串行方式对频点逐一计算,速度相对较慢。本文旨在使用Intel Visual Fortran 2013和VS2012软件,编写基于OpenMP的CSAMT一维正演并行计算程序。与一维CSAMT串行程序的对比:相同的计算量下,并行程序运行时间少于串行运行时间,计算量越大并行加速比越明显;验证了并行程序的可行性,为CSAMT多维复杂模型正演计算提供了并行研究基础。     

基于OpenMP大地电磁二维正演的并行计算

本文采用有限元方法,在Win7操作系统下,基于Open MP并行编程模式实现了任意频点数的大地电磁二维正演并行化。验证并行程序的正确性后,又对一个模型进行了计算。结果表明,当开启4个线程时两者都达到了2.3-2.6倍的加速比。事实证明对于多核单机来说,Open MP是一种简单有效的并行方法,可以充分利用多核的处理能力。     

电阻率/激电测深二维人机交互正演模拟

在有限元点源二维电阻率正演基础上,针对传统对称四极装置其电极距跨度大且不等间隔分布等特点,提出将整个正演计算区域划分为目标区、观测区和扩展区三个区域,在观测区域先采用等间隔剖分,然后在区域中插入实际电极作为正演计算节点的剖分方式,同时将无穷远边界条件简化技术引入到正演计算中,并结合人机交互与可视化技术实现了大极距电阻率/激电测深的二维正演模拟。最后通过对相关模型的试算结果表明,作者在本文中提出的针对传统对称四极装置电阻率/激电测深的二维正演模拟技术是有效可行的。     

点源二维电阻率法有限差分法正演计算

在寻找金属和非金属矿产,解决水文,工程地质问题和地热资源的勘探中,电阻率法是一种重要的物探方法,但由于该方法计算复杂,正演、反演问题往往停留在定性阶段,从而大大限制了该方法的应用效果和解决问题的能力,我们有必要逐步实现电阻率法资料解释的定量化。如果我们已知一个地区的地电资料,对给定的装置和供电电流值计算电异常值或视电阻率值,这个问题即是电法勘探的正演问题,它是电阻率法定量解释的基础。由于地电条件的复     

时间谱电阻率法的二维正演算法

时间谱电阻率(TSR)法的二维正演, 是计算可极化二维地电构造上三维电流偶极源的电场瞬变响应, 属所谓2.5维时间域电磁场数值模拟问题, 是目前国际上未妥善解决的计算地球物理疑难问题.针对现有算法的局限性, 建立了新的算法, 其特点是: (1)采用二维有限单元算法, 在矩形网格中增加两对角线形成三角网格剖分, 同时用高斯消元法消除矩形网格中心结点的待求未知量.这样, 既可较准确地模拟任意二维复杂地电断面, 又可节省计算量.(2)采用直接计算二次场的新算法, 只需计算电场和磁场沿地电构造走向两个分量的一次场, 因而, 不但计算精度较高, 而且不显著增加计算量.(3)采用G -S变换法作逆拉氏变换, 并利用拉氏变换延迟定理在倍增的时间间隔中插值, 从而实现对密集采样时间瞬变过程的快速计算.(4)能对可极化和导电大地(即同时包括IP和EM效应).      

线源直流电法有限元二维正演模拟

直流电法勘探中,三维点源正演计算复杂、计算量大,虽进行傅里叶变换可转化为二维点源,但相比二维线源计算还是复杂。基于Matlab编程,采用第一类边界条件,给出了线源直流电法二维有限元数值解法,通过与均匀半空间理论值比较,验证了计算结果的正确性;再建立高阻、低阻地电模型,并采用单边供电和双边供电分别对其响应进行比较和分析,得到了相应的视电阻率断面图。结果表明单边供电可以准确反映异常体在纵向上的位置,而双边供电更能准确反应异常体的横向位置和形态。论文研究为生产实际提供了理论依据。     

重磁二维正演中的无单元法研究

为了解决网格方法面临的剖分困难,将基于径向基函数的配点型无单元法用于重磁二维正演。主要研究无单元法的基本原理,包括配置-中心节点的设置、形状参数的选取、边界条件的处理、微分方程的离散、矩阵方程的求解等一系列具体问题。通过重磁二维正演结果表明:在相同的剖分尺寸下,无单元法的计算精度高于有限元、有限差分正演;相比于网格法,无单元法还具有节点设置灵活、不用网格剖分、程序编写容易等优点。     

矿井电穿透法二维正演数值模拟

通过研究巷道间电穿透二维正演数值模拟理论及复杂模型正演实例分析, 结果表明工作面内顺层电穿透技术, 仍属体积勘探, 探测的有效深度是一个深度段。不同建场方法有不同的建场特性且能分别突出各目的层 (煤层内或顶底板围岩内) 的异常, 为解决采煤工作面附近的具体问题使用相应的方法提供了理论依据。     

有限单元法求解水中二维体问题正演研究

潜艇在现代海军中占有举足轻重的地位,所以反潜技术也越来越重要,相对于传统的声波、磁法等反潜技术,电磁法探测是近几年才开始起步的。这里研究了电磁法探测水下二维体的问题,基于天然电磁场的有限单元正演,同时考虑电阻率与磁导率,采用三角剖分,通过模型试算验证了天然电磁场的有限元算法在水下二维体探测中,具有较高的精度和适用性,模拟结果 TM模式优于TE模式,可以为电磁法探测水下潜艇打下坚实基础。     

频率域航空电磁法人机交互式二维正演研究

研究了频率域航空电磁法的电磁场理论、边界条件、有限元单元法求解等内容,重点介绍了网格剖分原理,实现了人机交互网格剖分软件以及二维有限单元数值模拟算法.通过二维数值模拟计算,了解了圆柱体模型的响应曲线特征,提高了频率域航空电磁数据的解释水平.     

无网格局部Petrov-Galerkin法大地电磁二维正演

将无网格局部Petrov-Galerkin算法用于大地电磁二维正演。介绍了该方法的基本原理;从大地电磁二维边值问题出发,利用子域法详细推导了与之对应的局部Petrov-Galerkin弱式方程,并用高斯积分法将其离散化。论述了无网格局部Petrov-Galerkin法较无单元Galerkin法及有限元法的优缺点,最后通过二维模型的计算验证了算法的有效性。     

二维大地电磁正演模拟综述

<正>随着经济的发展,有色金属作为一种重要的物质基础,是关系到一个国家的战略性资源;随着浅层地面的资源日益开采,目前提出了深部找矿的概念,而大地电磁由于其勘探深度大,目前在深部找矿中的应用越来越广泛。本文综述了二维大地电磁正演模拟理论,其方法主要有有限单     

二维视频谱参数正演计算

时域激电是应用最为广泛的地球物理方法之一,当今主流的时域激电仪可以采集到蕴涵频谱信息的多时窗视充电率,然而,其资料解释仍然沿用传统的方法,只利用了视电阻率和某一时窗的视充电率,其他数据则遭到弃用,造成了资源浪费。本文从点源二维直流电场的边值问题和视充电率的采集方式出发,采用等效电阻率方法,推导出Cole-Cole地质模型的多时窗2D视充电率的正演计算方法,利用最小二乘法实现2D视频谱参数的正演。算例表明,由时域激电数据中提取出频谱参数信息是可行的,频谱参数的运用可以提高时域激电的可靠性和准确性。     

微机网络并行计算及2.5维CSAMT正演的并行实现

本简要介绍了如何建立一个简单、易行的微机网络并行计算的开发环境。在该并行环境上完成了２．５维ＣＳＡＭＴ有限单元正演的并行程序，并且获得较好的速比。     

极化大地复电阻率正反演

论述了层状极化大地复电阻率正、反演算法。给出了层状极化大地条件下三极和对称四极装置视复电阻率的解析表达式,并引入线性滤波方法实现表达式的求解。正演算例计算结果表明;随着频率的降低,复电阻率相位峰值增大;随着极化层层厚增加,复电阻率虚部平缓变化后连续递增。介绍了递推反演算法的实现过程,从理论模型试算结果看,测深曲线较好地反映了极化层Cole-Cole参数随深度的变化规律,其曲线的首支和尾支趋近于极化层的真Cole-Cole参数,表明了反演计算的可行性。     

电法二维有限元正演计算的若干新结果

文章揭示出最优化选取波数的方法给电法二维有限元正演计算带来了显著的效果，并经大量试算发现了误差随波数个数及网格剖分参数变化的规律——变化曲线上存在突变点，突变点之后误差趋于平稳变化。这一发现使得我们可以在保证精度的前提下大大节省计算时间，这将对正演更充分地应用于反演有着重要意义。     

二维电法有限元正演计算的几个问题

本文讨论了利用微型计算机进行二维电法有限元正演计算中节省内存及减少运算量的几项措施,即刚度矩阵存储、强加边界条件处理及有限元方程组解法等问题,并提出了相应的算法。算例表明,此方法是可行的。     

直流电阻率三维正演的预条件共轭梯度法研究

三维电阻率法对反演的精度和速度的要求越来越高,而正演是反演的基础,因此直流电阻率三维正演计算的速度和精度是三维电阻率反演实用化的关键。这里利用对称超松弛预条件共轭梯度法(SSOR-PCG),求解有限差分法离散生成的大型稀疏线性方程组,预条件矩阵的选择大大降低了系数矩阵的条件数,结合矩阵的一维非零元素压缩存储模式,使得正演计算速度得以提高,而内存占用量明显减小。在直流电阻率三维正演中采用异常场法,提高了电源点附近的解的精度。利用编制的有限差分正演程序,对两层模型、垂直接触带模型和低阻异常体模型进行了数值模拟,计算结果表明该算法是可行的,且可以明显提高正演计算的速度和精度。     

基于混合网格有限元的直流电阻率法三维正演研究

直流电阻率法因效率高、成本低等特点广泛应用于有色金属、煤田等矿产资源勘探和地质调查行业。但在井–地、地–井电阻率法勘探过程中,钻孔因素(井液电阻率和钻孔孔径)对不同探测模式下视电阻率响应的影响尚未明确,是否影响视电阻率资料的解释是值得探讨的一个问题。因此,提出采用混合网格有限元法实现直流电阻率三维正演。给出异常电位法满足的边值问题及有限元变分问题,应用三棱柱和四面体混合网格实现对计算区域的快速离散,并建立2种网格的线性插值基函数和单元系数矩阵;采用SSOR–PCG迭代算法求解异常电位满足的大型线性方程组,得到各观测点的响应。在保证计算精度的前提下,应用混合网格有效地离散钻孔地电模型,探讨钻孔因素对井–地、地–井观测方式视电阻率数据的影响特征。对于井–地观测方式:钻孔附近视电阻率受钻孔因素影响最大,严重影响视电阻率资料的合理解释,但随着测点收发距的增加,视电阻率响应逐渐趋于围岩电阻率;而且随着发射源深度的增加,钻孔对地表视电阻率响应的影响也逐渐减小。对于地–井观测方式:钻孔因素对浅部数据影响较大,对深部数据影响小,相比于井液电阻率,视电阻率响应更易受钻孔孔径的影响。直流电阻率法混合网格有限元三维正演算法的提出,对实际井–地、地–井电阻率法勘探具有理论指导意义,可结合钻孔信息进行正演模拟分析,选择合适的收发距,有效压制钻孔因素对实测资料的影响。