復(fù)雜地形電導(dǎo)率線(xiàn)性變化二維大地電磁有限單元法正演模擬.pdf

1、大地電磁測(cè)深法是基于巖石的電性差異為前提,利用天然交變電磁場(chǎng)作為場(chǎng)源來(lái)研究地質(zhì)體電性結(jié)構(gòu)的勘探方法,它屬于電磁法勘探中的頻率域方法。目前,已有大量的文獻(xiàn)對(duì)二維大地電磁法正演方面進(jìn)行了廣泛的研究,比如用各種數(shù)值模擬方法對(duì)二維大地電磁進(jìn)行正演模擬。而有限差分法,有限單元法和邊界單元法是比較常用數(shù)值模擬方法。雖然這三種常規(guī)的方法在二維大地電磁正演研究方面上得到較好的研究成果,但是存在一些不足之處,正如復(fù)雜地形模擬、剖分方式選取、電性參數(shù)設(shè)定以

2、及輔助場(chǎng)計(jì)算等。本文是在電導(dǎo)率線(xiàn)性變化情況下,推導(dǎo)出復(fù)雜地形條件下二維大地電磁法有限單元法正演模擬,以提高正演模擬精度和效率為目的,為今后反演的實(shí)現(xiàn)和資料解釋提供更加充分的正演支持。
　　本文首先綜合闡述了大地電磁法數(shù)值模擬方法的研究歷史及其研究現(xiàn)狀,然后從麥克斯韋方程組出發(fā),建立了大地電磁測(cè)深法邊值問(wèn)題和變分問(wèn)題。利用三角單元剖分模擬復(fù)雜地形及地質(zhì)結(jié)構(gòu),而電導(dǎo)率在單元內(nèi)線(xiàn)性變化,更加符合野外地質(zhì)條件,易于形成等值線(xiàn)圖,同時(shí)給出了

3、具有垂直斷面地形的簡(jiǎn)單網(wǎng)格剖分方法。在三角單元剖分電導(dǎo)率線(xiàn)性變化條件下,利用Mathematica計(jì)算出大地電磁TE(橫電)模式有限單元法系數(shù)矩陣,同時(shí),在TM(橫磁)模式下,利用高斯積分處理后計(jì)算出有限單元法系數(shù)矩陣。在求取輔助場(chǎng)時(shí),采用二次朗格朗日插值計(jì)算場(chǎng)值的偏導(dǎo)數(shù)直接獲得輔助場(chǎng)。最后利用Fortran90編寫(xiě)出復(fù)雜地形條件電導(dǎo)率線(xiàn)性變化的大地電磁二維正程序,并詳細(xì)介紹了該程序的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。
　　通過(guò)一些模型來(lái)實(shí)現(xiàn)了TE、TM