收藏本站
《中南大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

航空瞬变电磁法2.5维正演模拟研究

周俊杰  
【摘要】:航空瞬变电磁法(Airborne Transient Electromagnetic,简称ATEM)是近年来发展起来的一种快速勘探方法,具有飞行高度更低,探测深度更大,适航范围更广等特点,广泛应用于森林、山地、戈壁、沼泽、湖区以及浅海等地区,是一种前景广阔的方法。目前,航空瞬变电磁法只能进行一维数据处理与解释,严重阻碍了该方法的发展。因此,在国家863项目“航空瞬变电磁法快速正反演专题”的资助下,本文开展了航空瞬变电磁2.5维有限单元法正演计算研究,为人们正确认识二、三维地质体的瞬变异常特征提供理论依据。 首先,本文从时间域电磁场理论出发,构建空中发射线圈的拉氏傅氏域异常场变分问题,使用规则三角网格剖分完成有限单元法求解过程;采用GS变换与正弦变换数值滤波算法实现拉氏傅氏域到时间域的转换,并改进数值求导算法,得到了高精度的感应电动势;推导了拉氏傅氏域下空中发射线圈的背景电磁场解,并以此计算有限元法方程右端向量,从而体现了空中磁性源。在求解背景场和异常场的过程中,各数值算法层层嵌套,容易产生积累误差,因此对其进行了分析,结果表明,求解的相对误差满足精度要求。 其次,对典型的一维、二维模型进行了数值模拟,并分析其响应特征。对块状低阻体、直立板状体等典型二维模型的模拟结果表明,整体异常特征与一维模拟响应特征一致,其早期幅值都随着线圈距离地面的高度增大而减小,衰减速率随之趋缓。局部异常体的规模、产状等均能在响应上反映出来,但规律较为复杂,有待更深入的分析研究。 最后,对航空瞬变电磁2.5维有限元模拟的算法进行了优化改进,并在MPI+Fortran编程环境下设计了粗粒度的并行算法,初步解决了计算耗时过长的问题。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:P631.325

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谭捍东;佟拓;林昌洪;;大地电磁三维正演并行算法研究[J];Applied Geophysics;2006年04期
2 谢丽;胡文宝;陆辉;;瞬变电磁响应计算的并行算法研究[J];长江大学学报(自然科学版)理工卷;2009年04期
3 熊盛青;我国航空物探现状与展望[J];中国地质;1999年09期
4 黄易;师学明;范建柯;胡文宝;;并行计算技术及其在勘探地球物理学中的现状与展望[J];地球物理学进展;2010年02期
5 黄皓平,王维中;时间域航空电磁数据的反演[J];地球物理学报;1990年01期
6 罗延钟,昌彦君;G-S变换的快速算法[J];地球物理学报;2000年05期
7 罗延钟,张胜业,王卫平;时间域航空电磁法一维正演研究[J];地球物理学报;2003年05期
8 王华军,罗延钟;中心回线瞬变电磁法2.5维有限单元算法[J];地球物理学报;2003年06期
9 熊彬;罗延钟;;电导率分块均匀的瞬变电磁2.5维有限元数值模拟[J];地球物理学报;2006年02期
10 朱凯光;林君;韩悦慧;李楠;;基于神经网络的时间域直升机电磁数据电导率深度成像[J];地球物理学报;2010年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 肖明顺;带地形的瞬变电磁2.5维有限元数值模拟研究[D];中国地质大学;2008年
2 梁建刚;瞬变电磁勘察煤田采空区的可行性分析[D];中南大学;2009年
3 李永兴;航空瞬变电磁法一维正演模拟与反演解释[D];中南大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 华冬英;邱镜亮;;玻色-爱因斯坦凝聚基态解的有限元数值计算[J];北京信息科技大学学报(自然科学版);2011年06期
2 刘祥平;王建明;;改进ICA去噪方法在瞬变电磁信号处理中的应用[J];北京师范大学学报(自然科学版);2011年01期
3 苏本玉;藤光康宏;徐敬领;宋建勇;;井-地与井间电位技术联合数值模拟研究剩余油分布(英文)[J];Applied Geophysics;2012年01期
4 殷长春;瞬变电磁测深法的研究深度[J];长春地质学院学报;1992年01期
5 朱凯光,林君,凌振宝,苏莉蔚,段清明;高频垂直磁偶极子电磁场勘探深度的研究[J];吉林大学学报(地球科学版);2002年04期
6 昌彦君,罗延钟,彭复员;时间谱电阻率法中的剩余电磁效应研究[J];吉林大学学报(地球科学版);2003年01期
7 李建平,李桐林,张辉,徐凯军;不规则回线源层状介质瞬变电磁场正反演研究及应用[J];吉林大学学报(地球科学版);2005年06期
8 徐凯军;李桐林;;垂直有限线源三维地电场有限差分正演研究[J];吉林大学学报(地球科学版);2006年01期
9 张辉;李桐林;董瑞霞;;基于电偶源的体积分方程法三维电磁反演[J];吉林大学学报(地球科学版);2006年02期
10 杨海燕;岳建华;;巷道影响下三维全空间瞬变电磁法响应特征[J];吉林大学学报(地球科学版);2008年01期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周建伟;状态受限最优控制问题的谱方法[D];华东师范大学;2011年
2 姜欣;食品体系通电加热过程温度场的模拟研究[D];华南理工大学;2010年
3 邵新平;非线性微分方程的样条函数求解方法[D];浙江大学;2010年
4 李小康;基于MPI的频率域航空电磁法有限元二维正演并行计算研究[D];中国地质大学(北京);2011年
5 洪东明;磁异常多参量可视化建模研究[D];中国地质大学(北京);2011年
6 张帆;基于MPI和GPU直流电法和大地电磁法三维正演的并行算法研究[D];中国地质大学(北京);2011年
7 梁盛军;复电阻率法三维正反演问题研究[D];中国地质大学(北京);2011年
8 邓居智;可控源音频大地电磁法三维交错采样有限差分数值模拟研究[D];中国地质大学(北京);2011年
9 朱超;大瑞铁路罗家村隧道地质环境与工程稳定性研究[D];北京交通大学;2011年
10 徐汶东;CSAMT中的IP效应影响及应用研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 凡汉云;碳纤维复合材料电磁检测试验研究[D];南昌航空大学;2010年
2 彭学文;双层钢管瞬变电磁检测技术研究[D];南昌航空大学;2010年
3 李成森;电阻率成像技术在煤矿防治水方面的应用研究[D];山东科技大学;2010年
4 蔡明锋;矿井工作面突水力电耦合场数值模拟研究[D];山东科技大学;2010年
5 王瑞英;H(curl)空间的各向异性分析[D];郑州大学;2010年
6 林红玲;两类发展型方程的新混合元格式[D];郑州大学;2010年
7 赵丛;高阶Hermite元及其在椭圆边值均匀化问题中的应用[D];郑州大学;2010年
8 聂坤;代数三角混合插值求解均匀化问题[D];郑州大学;2010年
9 闫业毫;三维Stokes方程的P2-P1元及P2-P2元的稳定化方法[D];郑州大学;2010年
10 刘玚;面向机身颤振模型的结构拓扑优化方法研究[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 罗延钟,张胜业,王卫平;时间域航空电磁法一维正演研究[J];地球物理学报;2003年05期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谭捍东;佟拓;林昌洪;;大地电磁三维正演并行算法研究[J];Applied Geophysics;2006年04期
2 林昌洪;谭捍东;佟拓;;大地电磁三维快速松弛反演并行算法研究(英文)[J];Applied Geophysics;2009年01期
3 黄皓平,习洪都,王延良,朱大富,朴化荣;脉冲航电响应的视电阻率变换及其在地质填图中的应用[J];长春地质学院学报;1983年03期
4 黄皓平 ,朱仁学;导电导磁球形矿体上空脉冲航电响应的解释方法[J];长春地质学院学报;1984年01期
5 黄皓平 ,王延良;脉冲航电响应转换为视电阻率的电算方法[J];长春地质学院学报;1985年04期
6 嵇艳鞠,林君,程德福,于生宝;ATEM-Ⅱ瞬变电磁仪数据处理软件的研制与应用[J];吉林大学学报(地球科学版);2003年02期
7 熊彬;大回线瞬变电磁法全区视电阻率的逆样条插值计算[J];吉林大学学报(地球科学版);2005年04期
8 殷文;;基于频率域高阶有限差分法的正演模拟及并行算法[J];吉林大学学报(地球科学版);2008年01期
9 潘宏勋;方伍宝;;基于PC机群波动方程叠前深度偏移的并行计算策略[J];吉林大学学报(地球科学版);2008年04期
10 程德福,林君,于生宝,段清明,朱凯光,稽艳鞠;瞬变电磁法弱信号检测技术研究[J];吉林大学学报(信息科学版);2002年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 徐凯军;2.5维复电阻率电磁场正反演研究[D];吉林大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 卢健;瞬变电磁法矩形线框一维正演及电磁信号去噪的研究[D];大连理工大学;2004年
2 肖怀宇;带地形的瞬变电磁法三维数值模拟[D];中国地质大学(北京);2006年
3 周刚;人工源电磁法二维半问题等参有限元法数值模拟研究[D];中国地质大学(北京);2006年
4 龚强;CSAMT二维正演研究[D];中国地质大学;2007年
5 刘桂芬;回线源层状大地航空瞬变电磁场的理论计算[D];吉林大学;2008年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 潘西平,贾智鹏,扬双安;综合物探勘查陷落柱及充水性的应用研究[J];山西建筑;2005年07期
2 时晗;瞬变电磁法在巨厚覆盖层地区勘查地下水源的应用[J];中国煤田地质;2005年03期
3 刘金涛;肖克华;郑信斌;孙富海;;瞬变电磁法在煤矿水文地质勘查中的应用[J];资源环境与工程;2006年04期
4 郑全库;;瞬变电磁在多金属矿区勘探上的应用[J];中国西部科技;2008年14期
5 高宇平;;瞬变电磁法探测煤矿采空积水区[J];山西大同大学学报(自然科学版);2008年02期
6 薛国强;李貅;底青云;;瞬变电磁法正反演问题研究进展[J];地球物理学进展;2008年04期
7 陶文朋;董守华;韦俊山;刘鑫明;;瞬变电磁法在探测煤矿采区导(富)水性中的应用[J];能源技术与管理;2009年03期
8 王启军;胡延林;都兴锋;林向东;;中心回线瞬变电磁法在煤矿采空塌陷区的探测应用[J];中国煤炭地质;2009年07期
9 严军;梁标;韩学长;刘亚南;;瞬变电磁法在腾升煤矿探放水中的应用[J];科技创新导报;2009年25期
10 刘江;;复杂地形瞬变电磁法应用技术研究[J];陕西煤炭;2009年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张德元;陈光明;;瞬变电磁法在四川某矿水害探测中的效果[A];四川省煤田地质局论文集[C];2010年
2 李淑进;仲鹏;张佃涛;付永波;满孝国;郭金伟;;瞬变电磁法在2308运输联络巷防治水中的应用[A];第六届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2011年
3 杨宏智;吕小红;王丽;;瞬变电磁法在老煤矿采空区勘察中的应用[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
4 薛国强;李貅;底青云;;瞬变电磁法正反演问题研究进展[A];中国科学院地质与地球物理研究所2008学术论文汇编[C];2009年
5 薛国强;周楠楠;闫述;陈卫营;;电性源瞬变电磁法全场区探测方法[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
6 王巍;韩吉民;陈剑杰;朱军;;起伏地形下隐伏异常体瞬变电磁法探测的模拟实验研究[A];第八届全国工程地质大会论文集[C];2008年
7 吴有信;韩东亚;王琦;;瞬变电磁法在煤矿采区地质灾害防治中的应用现状[A];煤矿安全高效开采理论技术与实践[C];2010年
8 陆云祥;徐岳行;乔鹏;翟法智;;瞬变电磁法在浙江地热勘查中的应用[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
9 薛国强;秦克章;李貅;戚志鹏;周楠楠;;西藏沙让特大型钼矿的发现与瞬变电磁法探查[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(下)[C];2012年
10 岳建华;甘会春;刘树才;许新刚;;矿井瞬变电磁法及其应用[A];中国地球物理.2003——中国地球物理学会第十九届年会论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前9条
1 本报记者 金姝;地球“探宝者”[N];吉林日报;2011年
2 束洪福;我国煤矿地下水害预测研究取得突破进展[N];科技日报;2003年
3 束洪福;煤矿地下水害预测研究工作获得突破[N];中国矿业报;2003年
4 中国环境科学研究院 赵章元;城市垃圾填埋场渗漏的检测[N];中国国门时报(中国出入境检验疫报);2002年
5 张亚明;吴琼;恒源公司遏制水害[N];中国矿业报;2003年
6 高广超;综合物探效果独特[N];中国矿业报;2003年
7 李法礼 冒我冬;山东局物测队抗旱打井找水成绩斐然[N];中煤地质报;2011年
8 通讯员 范方银;先进科技攻克双螺旋隧道施工难题[N];建筑时报;2010年
9 本报记者 孟凡君;Meta分析法可用于找矿预测研究[N];中国矿业报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈晓东;高温超导磁强计研制[D];中国地质大学(北京);2006年
2 薛云峰;混凝土防渗墙质量控制及检测技术研究[D];中南大学;2007年
3 解海军;煤矿积水采空区瞬变电磁法探测技术研究[D];中国地质大学(北京);2009年
4 李建慧;基于矢量有限单元法的大回线源瞬变电磁法三维数值模拟[D];中南大学;2011年
5 谭代明;隧道超前探水全空间瞬变电磁理论及其应用研究[D];西南交通大学;2009年
6 姜志海;巷道掘进工作面瞬变电磁超前探测机理与技术研究[D];中国矿业大学;2008年
7 石显新;瞬变电磁法勘探中的低阻层屏蔽问题研究[D];煤炭科学研究总院;2005年
8 吴小平;TEM中宽频激励源及单脉冲测深方法研究[D];中南大学;2010年
9 付志红;电磁探测特种电源技术的研究[D];重庆大学;2007年
10 戚志鹏;瞬变电磁三维合成孔径延拓成像方法研究[D];长安大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 蒲举;水域瞬变电磁法的研究与应用[D];成都理工大学;2011年
2 冯思佳;瞬变电磁法及其在工程地质中的仿真研究[D];东北石油大学;2012年
3 韦静;基于瞬变电磁法的盾构挖掘地质勘探应用研究[D];沈阳工业大学;2013年
4 蒋博;瞬变电磁法在地下空穴探测中的试验研究及应用[D];郑州大学;2013年
5 王德阳;瞬变电磁法在煤层采空区的探测效果研究[D];成都理工大学;2013年
6 裴建国;民用输电线产生的工频干扰对瞬变电磁法影响的相关研究[D];太原理工大学;2013年
7 郝延松;埋地管道腐蚀瞬变电磁法检测试验方法及数据处理研究[D];南昌航空大学;2013年
8 余东俊;瞬变电磁法(TEM)在隧道超前预报中的应用和效果研究[D];成都理工大学;2010年
9 尚中磊;瞬变电磁法在煤矿矿井中的应用研究[D];太原理工大学;2012年
10 戴雪平;地—井瞬变电磁法三维响应特征研究[D];中国地质大学(北京);2013年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026