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    时间谱电阻率法的二维正演算法

    孟永良 罗延钟 昌彦君

    孟永良, 罗延钟, 昌彦君, 2000. 时间谱电阻率法的二维正演算法. 地球科学, 25(6): 656-662.
    引用本文: 孟永良, 罗延钟, 昌彦君, 2000. 时间谱电阻率法的二维正演算法. 地球科学, 25(6): 656-662.
    MENG Yongliang, LUO Yanzhong, CHANG Yanjun, 2000. 2-DIMENSIONAL FORWARD ALGORITHM FOR TIME SPECTRAL RESISTIVITY. Earth Science, 25(6): 656-662.
    Citation: MENG Yongliang, LUO Yanzhong, CHANG Yanjun, 2000. 2-DIMENSIONAL FORWARD ALGORITHM FOR TIME SPECTRAL RESISTIVITY. Earth Science, 25(6): 656-662.

    时间谱电阻率法的二维正演算法

    基金项目: 

    国家自然科学基金资助项目 49674228

    详细信息
      作者简介:

      孟永良, 男, 教授, 1941年生, 1963年毕业于北京地质学院地球物理系, 主要从事计算机数值模拟和并行计算研究

    • 中图分类号: P631.3+22

    2-DIMENSIONAL FORWARD ALGORITHM FOR TIME SPECTRAL RESISTIVITY

    • 摘要: 时间谱电阻率(TSR)法的二维正演, 是计算可极化二维地电构造上三维电流偶极源的电场瞬变响应, 属所谓2.5维时间域电磁场数值模拟问题, 是目前国际上未妥善解决的计算地球物理疑难问题.针对现有算法的局限性, 建立了新的算法, 其特点是: (1)采用二维有限单元算法, 在矩形网格中增加两对角线形成三角网格剖分, 同时用高斯消元法消除矩形网格中心结点的待求未知量.这样, 既可较准确地模拟任意二维复杂地电断面, 又可节省计算量.(2)采用直接计算二次场的新算法, 只需计算电场和磁场沿地电构造走向两个分量的一次场, 因而, 不但计算精度较高, 而且不显著增加计算量.(3)采用G -S变换法作逆拉氏变换, 并利用拉氏变换延迟定理在倍增的时间间隔中插值, 从而实现对密集采样时间瞬变过程的快速计算.(4)能对可极化和导电大地(即同时包括IP和EM效应).

       

    • 图  1  有限单元网格剖分

      Fig.  1.  A finite-element mesh

      图  2  三层(H型)地电断面解析算法与有限单元算法结果对比

      ○.解析算法; *.有限单元算法; ρ1=100Ωm; h1=100m;ρ2= 100Ωm; h2=150 m; ρ3=1 000Ωm.1. TR=400 m; 2. TR=500 m; 3.TR=600 m; 4.TR=700 m

      Fig.  2.  Comparison between the finite-element solution and the analytic solution for a three-layer section(H-type)

      图  3  三层(K型)地电断面解析算法与有限单元算法结果对比

      ○.解析算法; *.有限单元算法; ρ1=100Ωm; h1=100 m; ρ2= 1 000Ωm; h2=150 m; ρ3=100Ωm.1.TR=400 m; 2.TR=500 m; 3.TR=600 m; 4.TR=700 m

      Fig.  3.  Comparison between the finite-element solution and the analytic solution for a three-layer section (K-type)

      图  4  二维直立板状体有限元与积分算法结果对比

      *.有限单元法; ○.积分法; 围岩ρ=100Ωm, 板状体ρ=10Ωm, 宽度200 m, 延深400 m, 上顶埋深200 m.电流源位于板状体中心正上方.1.TR=400 m; 2. TR=500 m; 3. TR=600 m; 4. TR= 700 m

      Fig.  4.  Comparison between the finite-element solution and the integral-equation solution for a 2-D vertical plate without polarization

      图  5  可极化与无极化二维直立板状体有限单元算法结果对比

      *.板状体可极化; ○.板状体无板化; 板状体几何参数同图 4, 围岩ρ=100Ωm, 板状体ρ1=10Ωm, 极化率m=0.25;时间常数τ=1 s, 频率相关系数c=0.5.1. TR=400 m; 2. TR=500 m; 3.TR=600 m; 4.TR=700 m

      Fig.  5.  Comparison between the finite-element solution and the integral-equation solution for a 2-D vertical plate with polarization

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    出版历程
    • 收稿日期:  2000-04-21
    • 刊出日期:  2000-11-25

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