瞬变电磁拟地震子波宽度压缩研究

导电媒质中电磁场所满足的扩散方程与无耗媒质中电磁场所满足的无阻尼波动方程之间存在着数学转换关系式,可以实现瞬变电磁法拟地震资料解释.但是转换出的虚拟波往往波形较宽,使分辨能力下降,影响了瞬变电磁拟地震方法的发展和推广.本文针对虚拟波形展宽这一现象进行了研究,认为虚拟波形展宽的原因,不是由于波在介质中传播时能量损耗所致,...     

计算层状介质中电磁场的层矩阵法

现有人工源频率域电磁法的研究大多仅针对某种具体的方法,而较少将问题综合起来分析.本文综合多种方法的共同点提出了层矩阵法,它采取了源置于层间的模型进行公式的推导,理论上可以计算任意层状介质中任意位置的任意场源在空间中任意位置产生的场强,可适用于多种电磁法的正演模拟计算.层矩阵法的核心是对空间域的变量x, y, z中的x和y变量进行傅氏变换后转换到波数域k_x和k_y中,在波数域利用边界条件,用层矩阵建立起各层的关系后计算得到各层的波数域电磁场值,然后经过二维反傅氏变换最终得到空间域中任意位置的场值.因为文中定义的层矩阵是建立层关系的关键,所以称此方法为层矩阵法.本文以水平电偶源为例独立推导了层状介质中人工源频率域电磁场解的理论公式.为了验证方法的正确性,文中建立了多种模型,利用自行编排的程序将层矩阵法与现有文献的各种解析公式的解进行了对比,结果表明本文提出的层矩阵法是灵活的、可靠的.     

震后废墟中Wi-Fi信号场强传输模型研究

针对震后废墟中无法精确检测出电磁波的传输特性问题,本文提出了一种在震后废墟中Wi-Fi信号场强的检测方法。首先是对Wi-Fi信号场强在组成震后废墟主要介质中的传输特性进行检测推导。然后通过测量在废墟不同距离下场强的大小,即可推导出废墟下电磁波的场强与传输距离的关系,最后得出场强在震后废墟中的传输模型。实验表明,该传输模型的计算结果准确度高,对震后废墟中电磁波传输特性的检测具有重要意义。     

地磁Z分量低值时间位移与震源孕育体的可能联系

地震的孕育是一复杂的物理和力学过程。对于一球型震源体,则会有裂隙由核向外而后液体由外向核的双重扩散过程;与此同时,介质的电磁性质亦相应地发生扩散运动。本从定解问题入手,求得ε、μ、σ的扩散解。根据麦克韦电场理论、求得震源体各向异性介质中麦克斯韦的等价方程与电磁场的基本方程。由此得出震源体介质的似异体性质。对球型导体电磁感应的定解问题,对其频域解分离,得到在外源场作用下震源体中的分量解,即感应场、     

水平n层导电介质中时谐垂直电偶极子的电磁场

对于包含n层线性、均匀、各向同性的水平成层导电介质,本文应用汉克尔变换及其逆变换推导求得了位于顶层导电媒质中的时谐垂直电偶极子在该层产生的电磁场的表达通式．通过这些表达式能够很方便地求得包含任意多层导体半空间中的电磁场．文中最后计算了导电半体空间和二层导电介质中时谐垂直电偶极子产生的电磁场,验正了本文所得结果的正确性。     

各向异性半空间上方垂直磁偶极子电磁场的球面波展开式

文中推导出单轴各向异性媒质半空间上方垂直磁偶极源电磁场的精确解析表达式. 应用圆柱波函数的球面波展开式和超几何函数理论，场分量中的索末菲尔德型积分被表示成快速、绝对收敛的球面波函数系展开式；展开系数是以物性参数为复宗量的勒让德多项式. 该展开式数学物理意义明显，并且不受场点和源点的位置、媒质的物性参数和频率等条件的限制. 利用本文的结果可十分方便地计算和分析任意场点处的电磁场分布.     

Geological monitoring of the rock mass state using the paradigm of physical mesomechanics

The principles of the physical mesomechanics paradigm are a constructive means for studying a nonstationary geological medium. In situ experiments in real rock masses subjected to a strong anthropogenic effect provide constraints on the behavior of geophysical fields in the geological medium. The active geophysical monitoring of electromagnetic or seismic fields plays an important role in the study of such dynamic systems. We propose a new parameter of the interval intensity of disintegration zones determined from active electromagnetic monitoring data in order to quantitatively classify the rock mass state in terms of three gradations, stable, unstable, and intermediate. The temporal variation of this parameter is studied. Seismological ore prospecting data are compared with the electromagnetic monitoring results.     

用传输线模型法计算非均匀介质中的电场响应

介绍了一种非均介质中电场响应的数值模拟方法.传输线模型法是以惠更斯原理为基础,通过建立麦克斯韦方程中电场和磁场与传输线方程中电压和电流的等效关系,按时间步进的办法来模拟电磁场响应的一种电磁场数值计算方法.从一维介质中电场传播的物理过程出发,导出了点电流源情形下地质介质中电场响应迭代方程;编程计算了非均匀介质中的电场响应,其结果表明,用这种方法对非均匀介质中的电场响应进行数值模拟是行之有效的.     

非均匀P\|偏振电磁波在导电界面的反射系数曲线

基于非均匀电磁波在导电媒质中传播时其相移常数和振幅衰减常数方向的不一致性，利用电磁波在导电媒质界面的边界条件，导出了非均匀P\|偏振电磁波的反射系数. 反射系数随入射角的变化曲线显示：当电磁波由电导率大的介质射向电导率小的介质时，在相移常数临界角和衰减常数临界角附近存在峰值，且反射系数的数值小于1，这一结果与全反射光的结果有明显的差异.     

A moving magnetic dipole in a conductive medium

A thorough investigation of the role that the source velocity has in the spatial and temporal variation of the secondary electromagnetic energy scattered by the Earth is necessary because marine controlled-source electromagnetic geophysical surveys employ moving sources. A first step towards this goal is the analysis, for this type of survey, of the difference of the measured value of the secondary electromagnetic energy between two systems: one with a moving source and the other with a fixed source. The model that suffices to stress this kinematic aspect is a vertical magnetic dipole moving at a constant speed along a horizontal line in a homogeneous medium separated from two homogeneous half-spaces by horizontal boundaries both above and below the dipole. The results show that both the velocity and the relative displacement between the source and the medium may cause a measurable variation relative to the static condition. Therefore, it may be necessary to take them into account in geophysical interpretation and to adapt the concepts of time and frequency domain for electromagnetic systems with moving sources.     

电场平行于入射面的低频电磁波在导电界面的类全反射相角

根据非均匀电磁波在导电媒质中传播时其相移常数和振幅衰减常数方向的不一致性,利用低频非均匀电磁波在导电地层界面反射时的反射系数导出了电场偏振化方向在入射面内的低频电磁波类全反射相角.     

利用天然电磁场高分辨探测地下油气水的可能性

利用电磁波和地震波的性质以及目前对含流体多孔介质震电效应的认识，分析了电磁波对震电参数的分辨力，并与电磁波对电导率参数的分辨力进行了对比．据此指出了天然电磁场高分辨探测地下油气水地层的可能性．     

利用天然电磁场高分辨探测地下油气水的可能性

利用电磁波和地震波的性质以及目前对含流体多孔介质震电效应的认识，分析了电磁波对震电参数的分辨力，并与电磁波对电导率参数的分辨力进行了对比．据此指出了天然电磁场高分辨探测地下油气水地层的可能性．     

三维地形频率域人工源电磁场的边界元模拟方法

提出了一种用边界元法计算频率域人工源三维地形电磁场的数值模拟方法.首先用矢量积分理论和电磁场边界条件，将上半空间（空气）和下半空间（地下介质）两个区域电磁场边值问题变为仅对地形界面的两个矢量面积分方程.然后将对地形界面的积分剖分为一系列的三角单元积分.在三角单元积分中，假设单元中电磁场为无限大气空间电磁场与地形影响的叠加,并假设地形影响为常项,这样既保证了计算精度又使得计算方法简便.通过分解和计算，每一个矢量面积分方程分解为对应三个坐标方向的三个常量线性方程，这些线性方程组成了对角占优的线性方程组，可用SSOR方法求解.文中给出了垂直磁偶源的垂直磁场地形影响的例子.     

磁性层状介质的CSAMT电场分量响应特征

在传统的勘探电磁学理论中,往往把岩层磁导率近似看成空气中的磁导率,从而得到简化后的电磁场响应式,主要用于指导非磁性介质情况下的电磁探测.本文开展了磁性介质的电磁响应理论、数值模拟和特征分析等研究,以便实现对磁性矿体的电磁精细探测.首先推导出磁性层情况下的电磁响应表达式;然后,计算了几种典型磁性介质地质断面的响应曲线,并对其响应特征进行了分析;研究结果表明:当磁性层位于地表时,当表层相对磁导率μr1.2,磁性层对电磁测深曲线具体明显的影响;当岩层为中间层时,只要μr1.2,对H型、A型曲线中段会有影响.对H型曲线,主要表现在使极小值处的曲线抬高、变宽,以致使曲线形态发生变化;当磁性层处于最后一层时,不论岩层的磁导率是多少,对各类二、三层曲线来讲,不会影响曲线的形态,只是使渐近线前第一个极值点的位置右移,极值点至渐近线之间的线段变得较为陡峭.     

Biaxial anisotropy in geoelectric prospecting

In applied studies on electromagnetic well-logging and electric prospecting, a medium is supposed to be either isotropic or with conventional anisotropy of conductivity. However, in the meantime, there is a clear hint that a medium may exhibit even biaxial anisotropy; i.e., the resistances along all three directions X, and Y, Z are different. Based on the analytical solution by the method of separation of variables, the paper considers an algorithm for the calculation of the electromagnetic field in a layered medium with biaxial conductivity anisotropy involving an arbitrary direction of horizontal conductivities in each layer. In this case, the theoretical solution and the algorithm display substantial peculiarities, and the numerical implementation involves many complexities. These problems were examined and solved mainly due to the constant comparison with the calculations carried by the finite element method and their analysis. Programs for the calculation of electromagnetic fields in the frequency and time domains were developed, and results of geoelectric interest were obtained. For example, the excitement of a horizontally-layered section by a magnetic dipole produces a vertical electric component of the field.     

内蒙古通辽波的映震特征

分析了内蒙古通辽电磁波的观测资料，发现该观测项目异常与中强地震有明显的对应关系，并有一定的映震规律性。得出利用电磁波似可进行台预报地震的结论。     

3D Modeling and Born approximation inversion for the borehole surface electromagnetic method

We present a 3D approach to numerical modeling of the borehole-surface electromagnetic （BSEM） method. The 3D electromagnetic response created by a vertical line current source in a layered medium is modeled using the 3D integral equation method. The modeling results are consistent with analytical solutions. 3D Born approximation inversion of BSEM data is also conducted for reservoir delineation. The inversion method is verified by a synthetic reservoir model.     

井地电磁法三维正演模拟和Born近似反演

本文提出一种数值模拟井地电磁法的方法。用体积分方程法对层状介质中的垂直长导线源三维电磁响应做了三维模拟。模拟的结果与解析解对比误差很小,说明算法是正确的。开发了井地电磁法Born近似反演程序,理论模型合成的数据反演结果非常好。