谐变磁偶极激发下层状介质中球的电磁响应

本文在前人基础上,从理论计算角度研究了两层大地下球形导电体的偶极激发音频电磁场。探讨了电模式、磁模式场的耦合及其意义,并列出了剖面数据和频率响应数据,以适应移动源音频电磁法的实际需要。     

非零长线源与偶极源的电磁响应比较分析

电磁测深方法中经常采用长线源进行激励,并用偶极源进行近似解释.要将长线源近似成偶极源必须满足一定的几何条件.本文通过对长线源与偶极源的电磁响应进行推导计算,并分类进行比较分析,得知在长线源几何尺寸相对于长线源到观测点的距离可以比拟时,长线源激励的电磁响应在早、中期与偶极源有较大的偏差,在晚期逐步趋于一致.因此,建议在采用非零长线源进行电磁测深的数据处理中,先进行电磁响应数据的相关修正处理.     

水平层状大地中任意方向偶极源激发的电磁场

目前已存在多种物理模型用于解释地震前兆电磁异常,不同机制下产生电磁波场的源可等效为不同类型偶极源（磁型/电型）的组合.针对不同偶极源激发的电磁响应特征的研究对地震孕育过程中观测的电磁信号的提取与解释具有重要意义.基于此,本文推导了一套正演算法,可用于研究任意方向（方位角和倾角）、大小和位置的一个或多个偶极源在地壳或岩石圈-大气圈-电离层（Lithosphere-Atmosphere-Ionosphere,LAI）模型中产生的电磁波场的传播特征.基于多源组合,该算法可进一步拓展到线电流源和面电流源的电磁响应的计算.本文给出了水平、垂直和倾斜电偶极源响应计算的实例,并针对不同类型的偶极源激发下的地中、地面以及空间电磁场响应特征进行了初步分析.模拟结果显示,相比于单纯水平或垂直的电偶极源,地中倾斜电偶极源激发的电磁响应在地表的各场量辐射花样虽然仍可反映偶极子的方位角和空间位置,但不再具有对称性,其模式更复杂.本文提出的正演算法可用于地中低频电磁辐射源的正演模拟和反演定位.

     

环形源形状对时间域电磁响应的影响分析

时间域电磁测深方法中,重叠回线、中心回线和大定源等回线源装置,因其非接地、近场源观测、小装置等优势被广泛应用.但野外观测中,回线布设时由于野外地形条件的限制,往往不能布置成规则形状,回线源的形状对其时间域电磁响应的影响就自然成为一个非常重要因素.作者在文中通过对圆形源、正方形源和正三角形源等回线源的中心点的时间域电磁响应分别按等周长和等面积计算分析,发现任意形状回线源中心点的时间域电磁响应与回线源的形状无关,而是与回线源所包围的面积成正比.并由此推断,任意形状回线源中心点时间域电磁响应观测数据的处理,可以采取等面积圆形回线源的等效处理与解释.     

导电导磁层状介质上的固定翼航空瞬变电磁响应

基于电磁理论,导出了含介电参数、电导率参数和磁导率参数的导电导磁层状大地条件下的固定翼航空瞬变电磁响应的计算公式.编制了计算机程序,并对理论模型进行正演计算,根据计算结果分析了模型的介电常数、电阻率和磁导率参数、飞行高度参数对响应的影响.理论模型的计算结果显示当其它条件相同时,介质电阻率越小或磁导率越大,则航空电磁响应...     

体积分方程法模拟电偶源三维电磁响应

利用体积分方程法模拟电偶源激发时均匀导电半空间频率域三维电磁响应.讨论了张量格林函数的计算,对于需要计算三重积分的张量格林函数电荷项一次部分,应用一种差分近似的方法求解,这种方法在保证计算精度的同时更加便于计算机实现;采用二次剖分的算法解决了计算张量格林函数时的奇异值问题;计算含有贝塞尔函数的积分项时,利用一种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,在确保正确计算的同时提高了计算精度.     

层状介质中三维大地电磁模拟

本文发展了积分方程法用于层状介质中三维不均匀体的大地电磁模拟算法（简称MT）.分为二个步骤:第一步,异常体用等效的散射电流代替,通过层状介质中的格林函数,建立以散射电流为未知参数的积分方程;第二步,把求得的散射电流乘上相应的格林函数,即得地面上的二次电磁场,由此而计算出各种MT响应. 文中采用了数值滤波与插值、群变换以及格林矩阵带状化三个方面的数值处理方法,提高了计算效率.通过与已发表的三维MT计算结果对比及格林函数互易性检验,表明了该算法的正确性.在此基础上,进行了数值模拟,初步讨论了三维MT曲线的畸变特点.     

利用数值积分提高一维模型电偶源电磁测深响应计算精度

讨论了直接利用数值积分提高电偶源电磁测深响应计算精度的方法．具体为对Hankel积分进行直接积分，结合连分式展开方法以提高积分求和的收敛速度．利用该方法对均匀半空间和层状(两层)模型的电磁测深响应进行了模拟，结果表明与常规的快速Hankel滤波方法相比，采用直接数值积分能明显提高电偶源频率测深响应计算精度．从而为获得高精度瞬变测深晚期响应提供算法基础．     

层状介质中三维大地电磁模拟

本文发展了积分方程法用于层状介质中三维不均匀体的大地电磁模拟算法（简称MT）.分为二个步骤:第一步,异常体用等效的散射电流代替,通过层状介质中的格林函数,建立以散射电流为未知参数的积分方程;第二步,把求得的散射电流乘上相应的格林函数,即得地面上的二次电磁场,由此而计算出各种MT响应. 文中采用了数值滤波与插值、群变换以及格林矩阵带状化三个方面的数值处理方法,提高了计算效率.通过与已发表的三维MT计算结果对比及格林函数互易性检验,表明了该算法的正确性.在此基础上,进行了数值模拟,初步讨论了三维MT曲线的畸变特点.     

TRANSIENT ELECTROMAGNETIC RESPONSE OF A SPHERE IN A LAYERED MEDIUM*

The Galerkin method of solving integral equations is well suited to the solution of the integral equations describing the transient response of a sphere embedded in a layered medium, which is excited by a large co-axial loop. The transient response is calculated by transforming the steady state solutions obtained in the frequency domain. The analysis shows that the scattering matrix is extremely diagonally dominant and the maximum number of modes required to obtain convergence does not rapidly increase with frequency. The number of modes required is about eight. This type of scattering matrix can be taken to be an expression of the principle of elementary superposition. This principle is reflected in the decay curves. These show that the early part of the decay curves asymptotically approach the decay curves to be expected for a layered structure without the sphere. The slope of the latter stages of the decay curve gives a decay constant that is the same as was obtained for spheres in free space excited by planar or dipolar sources. The point of departure in time of these curves from the layered ground curves is delayed either by placing the sphere at a greater depth or by placing a more conductive overburden above the sphere.     

位于导电介质中三维导体的电磁响应

本文给出一种用积分方程法配合有限差分法计算位于导电介质中三维导体的电磁响应的新途径,在二层大地条件下给出了具体计算方法和结果。详细讨论了围岩介质的导电性对导体异常的影响。这对于开展低阻覆盖层地区的电磁法工作具有一定的指导意义。     

位于导电介质中三维导体的电磁响应

本文给出一种用积分方程法配合有限差分法计算位于导电介质中三维导体的电磁响应的新途径,在二层大地条件下给出了具体计算方法和结果。详细讨论了围岩介质的导电性对导体异常的影响。这对于开展低阻覆盖层地区的电磁法工作具有一定的指导意义。     

位于导电介质中三维导体的电磁响应

本文给出一种用积分方程法配合有限差分法计算位于导电介质中三维导体的电磁响应的新途径,在二层大地条件下给出了具体计算方法和结果。详细讨论了围岩介质的导电性对导体异常的影响。这对于开展低阻覆盖层地区的电磁法工作具有一定的指导意义。     

多层球体对电磁场散射响应的求解方法

为建立多层球体对电磁场散射响应的求解方法,将球外入射电磁场分为TM和TE极化波两部分,通过求解Debye位方程可得到多层球体各层中两种极化场的通解形式,利用边界条件建立了TM波（或TE波）球面波阻抗（或导纳）的递推关系,借助于阻抗（或寻纳）导出了球体对TM波（或TE波）所产生散射场的一般表达式．文中具体求解了球体对平面波径向和横向偶极子场的散射响应．     

多层球体对电磁场散射响应的求解方法

为建立多层球体对电磁场散射响应的求解方法,将球外入射电磁场分为TM和TE极化波两部分,通过求解Debye位方程可得到多层球体各层中两种极化场的通解形式,利用边界条件建立了TM波（或TE波）球面波阻抗（或导纳）的递推关系,借助于阻抗（或寻纳）导出了球体对TM波（或TE波）所产生散射场的一般表达式．文中具体求解了球体对平面波径向和横向偶极子场的散射响应．     

一类非均匀介质中电磁场的延拓

本文讨论具垂向光滑变化的非均匀介质中电磁场延拓的数学物理问题及稳定化的算法原理。首先从电磁场的基本方程出发,导出了垂向非均匀介质下磁场的垂直分量所满足的二阶偏微分方程,并且依照实际背景将场的延拓问题化归为解相应二阶椭圆型方程的Cauchy问题。接着利用Fourier变换方法得到了场延拓的形式表达式,然后给出了几种特殊垂向非均匀介质下场延拓的精确解析公式。最后,应用正则化方法建立了场延拓的稳定化的公式,给出了所得公式的离散化形式,同时指出了相应正则化参数的选择原则。     

一类非均匀介质中电磁场的延拓

本文讨论具垂向光滑变化的非均匀介质中电磁场延拓的数学物理问题及稳定化的算法原理。首先从电磁场的基本方程出发,导出了垂向非均匀介质下磁场的垂直分量所满足的二阶偏微分方程,并且依照实际背景将场的延拓问题化归为解相应二阶椭圆型方程的Cauchy问题。接着利用Fourier变换方法得到了场延拓的形式表达式,然后给出了几种特殊垂向非均匀介质下场延拓的精确解析公式。最后,应用正则化方法建立了场延拓的稳定化的公式,给出了所得公式的离散化形式,同时指出了相应正则化参数的选择原则。