矩形回線源瞬變電磁法三維有限差分正演模擬.pdf

1、目前，瞬變電磁法探測(cè)多采用矩形發(fā)射回線作為激發(fā)裝置，但這方面的理論研究相對(duì)較少，導(dǎo)致實(shí)際資料解釋手段僅停留在一維水平。三維瞬變電磁響應(yīng)最接近實(shí)際情況，因此研究三維數(shù)值模擬對(duì)于提高瞬變電磁法的應(yīng)用水平和解釋精度具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文基于時(shí)域有限差分方法，實(shí)現(xiàn)了矩形回線源瞬變電磁法三維正演模擬，主要做了以下工作:
　　 (1)從垂直磁偶極子激發(fā)的電磁場(chǎng)頻率域表達(dá)式出發(fā)，通過(guò)對(duì)其磁矩沿矩形回線進(jìn)行面積積分，推導(dǎo)出矩形回線激發(fā)的電磁場(chǎng)

2、的頻率域表達(dá)式，并且利用G-S變換實(shí)現(xiàn)電磁場(chǎng)頻率域表達(dá)式到時(shí)間域表達(dá)式的轉(zhuǎn)換，得到了矩形回線激發(fā)的電磁場(chǎng)階躍響應(yīng)的時(shí)間域表達(dá)式。
　　 (2)論述了三維有限差分的控制方程、空間離散、時(shí)間離散、初始時(shí)刻以及邊界條件等，并推導(dǎo)了顯式有限差分的三維迭代方程。
　　 (3)通過(guò)將均勻半空間、H型地電模型及K型地電模型在發(fā)射回線幾何中心處的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與一維解析解比較，驗(yàn)證了算法的正確性，并分析了均勻網(wǎng)格空間步長(zhǎng)、非均勻網(wǎng)格空間步長(zhǎng)