大地电流法中垂直断层的正演問題

K.柯金（）等人曾研究过断距为无限大的断层的正演问题,不过,一般断层的断距总是有限的,因此本文要讨论的是有限断距垂直断层的大地电流法正演问题,所运用的解法仍旧是位论上常用的保角变换法。垂直断层的大地电流场正演问题设高电阻岩层的电阻为无穷大,其上复盖层是均匀的,电阻率为ρ,断层的错动角为90°.     

大地电流場中傾斜断层的正演問題

在前文中已討論过大地电流場中垂直断层的正演問題。本文是討論傾斜断层的大地电流場正演問題。     

大地电流場中傾斜断层的正演問題

在前文中已討論过大地电流場中垂直断层的正演問題。本文是討論傾斜断层的大地电流場正演問題。     

利用大地电流法研究垂直断层

在以往許多大地电流普查工作成果中常发現在断层上,K参数剖面有突变現象。这就是断层所引起的异常。本文将从垂直断层出发,从理論到实践,証明在提高野外观測精度的前提下,能測繪出异常形状,并用之来研究这种断层的各个地貭参数。     

利用大地电流法研究垂直断层

在以往許多大地电流普查工作成果中常发現在断层上,K参数剖面有突变現象。这就是断层所引起的异常。本文将从垂直断层出发,从理論到实践,証明在提高野外观測精度的前提下,能測繪出异常形状,并用之来研究这种断层的各个地貭参数。     

利用积分方程法的大地电磁三维正演

利用积分方程法实现了均匀导电半空间三维大地电磁响应的数值模拟。求取张量格林函数积分时,采用二次剖分算法解决计算中奇异值问题,对于含有贝塞尔函数的积分项,利用结合连分式展开的高斯求积代替常规的快速汉克尔变换方法,确保了张量格林函数的正确计算并提高了计算精度。最后通过数值模拟结果的对比及模型试算验证了算法的正确性,所实现的三维大地电磁数值模拟算法为理论研究三维地电构造的大地电磁响应的分布规律提供了有效的工具,也为研究三维反演算法奠定了基础。     

隐伏地质构造的大地电磁有限单元法正演模拟

对常见的隐伏地质构造体进行大地电磁场正演模拟,并研究和总结了构造体对大地电磁场的响应特征.由麦克斯韦方程组导出大地电磁场的边界条件,应用有限单元法求解变分问题并得出刚度矩阵,根据线性方程组计算出相应的场值,再由改进的视电阻率定义式求出视电阻率.模拟结果显示:改进的视电阻率定义式相对于传统的Cagniard定义式能有效地提高视电阻率曲线的收敛速度和逼近程度;隐伏地质构造体对大地电磁场的响应具有一定的规律性,通过分析两种极化模式下的正演结果,可以有效地识别地质构造体的存在和分布情况.通过实例分析,得出隐伏地质构造正演模拟与实际观测资料的互相验证关系,为实践应用中的反演工作提供了重要的指导意义.     

复杂三维介质的大地电磁正演模拟

存在多个三维且不规则异常体的复杂模型,与实际地质模型更为接近,用有限单元法数值模拟计算无疑具有明显优势.但由于刚度系数矩阵为大型、不定且严重病态的,因此普遍存在求解效率低的问题.在引入不完全LU分解改善其条件数后,分析、比较了几种流行的Krylov子空间方法:CGS、BICG和BICGSTAB,得出BICGSTAB具有收敛平滑、求解速度快等优点,更适合于求解大地电磁三维有限单元法正演中的线性方程组问题.通过与一维模型解析计算结果的对比以及COMMEMI-3D模型的正演计算结果,验证了算法和编制程序的有效性,为后续构建大地电磁三维反演提供基础.     

基于多重网格有限元法的大地电磁二维正演计算研究

为提高大地电磁正演计算速度,开展了基于多重网格有限元法的大地电磁二维正演模拟计算研究.将稳定双共轭梯度算法作为多重网格法的细网格松弛迭代算法,插值算子采用完全加权算子,限制算子设计基于网格单元面积率,使多重网格法更适于求解大型复系数方程组.二维均匀半空间模型、低阻体模型和高阻体模型的大地电磁正演模拟结果表明:当计算量较小时(网格剖分数量少),多重网格法在计算效率方面并未有优势,网格剖分数量较大时,多重网格有限元算法在收敛速度方面的优势明显,多重网格有限元法的大地电磁正演精度优于一般数值算法.这为三维多重网格有限元的大地电磁正演研究奠定了基础.     

大地电磁测深二维正演中辅助场的新算法

文中提出一种计算大地电磁二维正演辅助场的新方法。在主场满足线性插值基函数的前提下,通过构建二次插值基函数来提高辅助场计算中数值求导的精度。通过与线性插值函数法的计算结果进行对比,证明该算法在基本不增加计算量的同时可以大幅度提高大地电磁二维正演精度。文中还研究了网格对辅助场计算的影响,结果表明二次插值法较线性插值法对网格的要求更为宽松。此外还以均匀半空间模型为例讨论了地表网格纵向间距与模型之间的关系,这对正演计算中的网格设计有参考意义     

基于非结构网格有限元的三维井地电阻率法任意各向异性正演模拟

地层介质的电各向异性增加了井地电阻率法响应的复杂性, 开展基于电各向异性介质模型的井地电阻率法响应规律研究对于正确解释各向异性显著地区的观测数据特征至关重要.针对垂直线源井地电阻率法的任意各向异性响应模拟问题, 本文提出了一种基于非结构网格有限元三维正演算法, 通过引入3×3的对称正定张量来表征任意各向异性的电导率, 采用非结构四面体网格有限元方法来离散电位的边值问题, 通过将垂直线源等效为一系列点源问题, 进而实现了任意各向异性介质中井地电阻率法的高效数值计算.通过与三个地电模型的解的对比, 验证了本文数值解算法的精度和有效性.针对线源远离和垂直穿过异常体的两类模型, 分别考察了当围岩或异常体为各向异性介质时的井地视电阻率响应特征.结果表明, 对于各向异性地层, 围岩和异常体的主轴电阻率值和旋转角均会对井地视电阻率的幅值及分布产生显著的影响.研究结果对于提高井地电阻率法的认识和资料解释水平具有重要的理论和实际意义.

     

基于二次场方法的并行三维大地电磁正反演研究

快速且高精度的三维大地电磁法正反演是目前研究的热点.由于大地电磁法场源的平面波特性,以往的正演方法大多采用直接求解总场的方法,在边界强加二维边界条件.本文提出了一种基于二次场方法的三维大地电磁法正演算法,将平面波在层状背景模型中的响应作为场源项,得到二次场满足的偏微分方程,并利用交错网格有限差分法求取二次场.与其他学者的基于总场方法的结果的对比证明了本文采用方法的正确性.在基于二次场的正演算法基础上,实现了基于L-BFGS的三维反演方法,并对公开的数据集进行了反演.另外,针对大地电磁法的多频率观测特性,采用了基于MPI的分频并行策略对程序进行并行化,可达到接近线性的加速比.

     

基于非结构化网格的井地电阻率法三维正演模拟及异常特征研究

起伏地形对类电阻率法的影响不可避免,纯地形会对观测的视电阻率造成异常假象,即使同一种地形对于不同的观测装置其地形引起的异常也完全不同,因此复杂地形条件下的视电阻率异常解释起来十分困难,近年来,在水平及起伏地表情况下的地面电阻率法三维正演取得诸多进展,已逐渐成熟化和实用化,但是起伏地形下井中类电阻率法的正演模拟研究不多,勘探前期对电性体的异常形态特征认识不足．本文采用Gmsh进行几何建模和网格剖分,基于非结构化四面体网格模拟复杂地形,实现了三维井地电阻率法的正演模拟,通过两个理论模型检验了代码正确性与算法的有效性之后,选择了山峰地形下低阻球体、山谷地形下低阻球体和一个山脉峡谷复杂地形模型作为研究对象,给出了井 地二极、井 地三极观测装置下的正演计算结果,对起伏地形下的典型地质体的异常形态特征进行了分析总结,可用于指导野外生产,提高勘察工作的效率和勘探效果,并为进一步研究起伏地表下三维井地电阻率反演奠定基础．     

关于整理大地电流观測資料的总和法

整理大地电流观測資料的总和法,是匈牙利的康达士教授提出来的。这种方法的理論前提是正确的,但是,它的具体步驟却存在着缺陷。原总和法在理論上的缺陷表現在:求新的全变化分量的坐标变換公式,在当前場合下,是不成立的;其整理步驟也太繁杂。本文对总和法提出了一种改进,其要点是:求出椭圓与外切长方形各边相切的切点坐标,井通过切点坐标用图解法画出椭圓,或用計算方法求出椭圓面积。在改进方案中,原有的理論上的缺陷沒有了,整理的步驟簡化了。     

关于整理大地电流观測資料的总和法

整理大地电流观測資料的总和法,是匈牙利的康达士教授提出来的。这种方法的理論前提是正确的,但是,它的具体步驟却存在着缺陷。原总和法在理論上的缺陷表現在:求新的全变化分量的坐标变換公式,在当前場合下,是不成立的;其整理步驟也太繁杂。本文对总和法提出了一种改进,其要点是:求出椭圓与外切长方形各边相切的切点坐标,井通过切点坐标用图解法画出椭圓,或用計算方法求出椭圓面积。在改进方案中,原有的理論上的缺陷沒有了,整理的步驟簡化了。     

关于用有限单元法对二维构造作电阻率法模拟的几个问题

本文讨论了二维构造上电阻率法有限单元模拟的边值条件、反傅氏变换算法及波数选取等问题,并提出了相应的算法。所列举的算例表明,本文算法较好。     

关于用有限单元法对二维构造作电阻率法模拟的几个问题

本文讨论了二维构造上电阻率法有限单元模拟的边值条件、反傅氏变换算法及波数选取等问题,并提出了相应的算法。所列举的算例表明,本文算法较好。