基于二次场二维起伏地形MT有限元数值模拟

通过计算二次场来进行二维大地电磁数值模拟;导出了二维大地电磁二次场的微分方程,利用有限单元法来解微分方程;对矩形网格进行对角线的二次剖分,更容易且真实地模拟起伏地形。对几个典型模型进行了试算,与前人总场法的计算结果做了比较,两者视电阻率曲线一致,证明本文算法是正确的;通过2个简单的算例说明复杂地表下2种极化模式的MT观测资料都有明显的异常,视电阻率在TM模式下比TE模式更易受地形影响,TE模式下视电阻率曲线形态与地形呈"正相关",TM模式下反之。     

层状介质高频电磁场响应及位移电流影响

所讨论的电磁场频率介于传统的低频电磁法和雷达频率之间。在这个频率范围内,传导电流和位移电流都是不可忽略的。采用高密度采样算法计算水平层状磁偶线圈模型的电磁响应,通过对归一化的电磁响应在不同地电情况的模拟,比较分析了高频电磁场响应特征以及位移电流对高频电磁响应的贡献。     

人工触发闪电电流及磁场变化特征对比

对2006年山东人工触发闪电实验中获取的一次传统触发闪电的电流及60 m处的磁感应强度变化波形对比分析的结果表明,Rogowski线圈和磁场测量系统记录到的波形很类似.这次闪电共包含两次回击,回击的时间间隔约为34 ms.两次回击的电流幅值很大,分别为41.6 kA和29.6 kA,在60 m处产生的磁感应强度变化分别为133μT和97μT,通过磁感应强度反演得到两次回击的电流分别为39.8 kA和29.1 kA,与Rogowski线圈的实测结果基本一致.另外,回击之前放电过程中仅出现了两个脉冲,利用所测磁感应强度反演得到两个脉冲对应的电流分别为2.11 kA和2.7 kA,与Rogowski线圈的实测结果2.1 kA和2.8 kA基本一致.     

地面建筑物对地闪回击通道附近电磁辐射环境的影响

采用有限电导率下的时域有限差分（FDTD）方法,分析了建筑物对地闪回击电磁环境的影响.结果发现建筑物对回击电场的影响较为明显,对磁场影响较小,建筑物高度h_b=50 m时对磁场的影响不大于10%.建筑物顶部电场受自身高度的影响较大,屋顶中部的垂直电场随建筑物高度的增加而增大,水平电场随建筑物高度的增加而减小.建筑物高度为20、50和100 m时,屋顶中部的垂直电场分别约为地面处的1.3、1.7和2倍,水平电场约为地面处的0.9、0.8和0.7.电导率分别取0.001和0.1 s/m时对比发现,地表处的水平电场受电导率的影响较大,电导率越大,地表处水平电场的幅值越小,此时建筑物的存在对其影响不明显.地表以上一定高度处的水平电场则受观测点位置和建筑物的影响更加明显.     

二维地质体的瞬变电磁场响应特征

直接从时间域出发 ,应用时域有限差分方法 (FDTD)分析地下和地面的瞬变响应。由于二维情况便于图形表示 ,采取了线源二维地电模型。通过对二层均匀地电结构和含二维低阻体时地面垂直感生电动势曲线的计算 ,说明瞬变场响应有滞后现象 ,即异常地质体一旦引起瞬变响应 ,就会往后延时 ,并使响应延续较长时间。在实际的工程勘察中 ,曾用 3～ 5ms以后的延迟时间探测过较浅的异常体 ,如 2 0m至 150m深度范围内的地下老窑采空区 ,并取得了较好的探测效果 ,上述数字模拟结果为以往的实践提供了理论依据     

套管井井间电阻率测井的原理及数值计算

本文以电磁场理论为基础 ,导出了过套管进行井间地层电阻率测井问题的理论公式 ,并用低频电磁波进行了数值计算 ,分析了套管对井间电阻率测井的影响。结果表明 :用低频电磁波过套管测量地层电阻率的井间测井方法是可行的。该理论可为套管井井间地层电阻率测井仪器的研制、测井解释及井间电阻率层析成像技术提供重要的理论依据。     

鬃变电磁场信号在地下的扩散及地面上的时域响应特性

瞬变电磁测深是近年来发展较快的电磁勘探方法，是实现精确勘探的一个突破点，本文应用时域有限差分算法分析了瞬变场在二维地电模型情况下低阻体对“烟圈”的吸收现象、瞬变场的滞后现象，对进一步的时频分析和高维反演提供了正演基础。     

多频电磁波测井的时域差分法正演模拟

时域差分法作为 Ｍａｘｗ ｅｌｌ方程的直接解法,是由叶（ Ｙｅｅ）氏首先提出的,近些年受到国内外研究人员的广泛重视。它在波场计算中的普遍应用源于它自身的一些优点：①不受物理模型几何形状的限制;②不受制于散射因素;③是一种对瞬变问题的直接解法。给出了柱坐标系下 Ｍａｘｗ ｅｌｌ方程的时域差分公式,验证了方法软件的稳定性和计算的精度,对几种地层模型进行了模拟计算,取得良好效果。     

论环境地球物理学中的若干问题

环境地球物理学是研究地球物理环境与人类及地球生物相互作用的科学,它从地球物理学的角度揭示全球或大的区域自然环境与人类活动相互作用的效应。地球的电磁场,重力场,地热场,放射性辐射强度场,地震和某些空间地球物理问题都是非常重要的环境因素。它们对地球上的人类或生物体的神经系统活动,疾病,生长发育等产生不可忽视的影响,而人类活动的强度和广度已发展到有可能对地球物理环境形成一定的甚至是重要的影响和作用。其中的有些后果是灾难性的。