李进[1]（2021）在《多点源矿井直流电法超前探测有限元正演数值模拟》文中研究指明煤矿掘进工作面的超前预报是保障煤矿安全生产的一项重要工作,矿井直流电法超前预报以抗电磁干扰能力强而得到广泛应用。论文基于不同位置地质异常体及巷道的影响,对矿井直流电法超前探测进行有限元正演数值模拟。求解了多点源供电情况下不同地电模型,对全空间无巷道电场的分布电场分布有了一定认识;并在此基础上建立巷道存在的模型,通过改变多点电流源的在巷道中的位置,供电电极的个数和供电电极极距建立不同模型,分析了不同场源参数对异常体的识别分辨能力,总结了巷道中多点电流源电场分布规律。研究取得以下成果:（1）论文对任意点源电位表达式进行了推导,选用自由四面体网格进行剖分,基于有限元法对三维空间分布的多点源电场进行了正演模拟。（2）通过有限元正演,求解了多点源供电情况下不同地电模型的电位,总结了电场分布规律,分析了有、无巷道两种情况下全空间的电场分布特点。无巷道情况下改变供电电极排列方向,基本对异常体响应无影响:增加供电电极个数和供电电极极距对异常体响应的幅值有所提升,整体趋势没有较大的变化。（3）通过改变多点电流源的在巷道中的位置,供电电极的个数和供电电极极距,分析了不同场源参数对异常体的识别分辨能力,总结了巷道中多点电流源电场分布规律。供电电极在巷道中的排列方向对异常体的识别有影响,当供电电极沿巷道截面较短边一侧布设时地质异常体的响应更为灵敏。增加供电电极的个数和供电电极的极距可提高异常体的定位能力,同时视电阻率幅值也增强,且视电阻率的幅位与供电电极个数和供电电极极距的乘积呈正相关。（4）受巷道空腔屏蔽影响,当场源远离巷道迎头时,对地质异常体响应的幅值变小。
屈婷婷[2]（2021）在《榆北矿区煤矿采动裂缝发育电性特征研究》文中研究指明煤矿开采导致产生的地裂缝和上覆岩层的变形与破坏形成的上行裂缝影响着人类生产活动。研究由于采动导致的裂缝发育电性特征具有一定理论与实际意义。论文对选取直流电法和地质雷达对煤矿开采的裂缝发育电性特征展开了研究,研究得到了以下成果:（1）直流电法数值模拟发现:温纳装置横向分辨率较低但垂向上对异常体定位准确,施伦贝谢装置垂向分辨率较差,中间梯度装置探测异常范围偏大,双边三极装置对异常体的反映灵敏,横向分辨率高。（2）煤层未开采前视电阻率等值线呈水平层状分布;随着采煤工作面推进,冒落带与裂隙带范围进一步扩大,采空区位置处电阻率变化剧烈,远离采空区处等值线仍呈层状分布。（3）雷达天线中心频率增大,图像分辨率增大。天线移动速度增加,图像分辨率下降。随着裂缝深度增加,裂缝底端的双曲线绕射波位置随之下降,同时底端绕射波两翼逐渐平缓且能量减弱。当介质间介电常数差异变小时,反射信号强度变弱,且底端绕射波响应在时间轴上出现下延现象。（4）对几种常见地表裂缝的地质雷达响应进行了研究。在垂直裂缝正中心出现强的能量反射带,在反射带两端出现曲线特征。V型裂缝在正中心反射能量最强且呈现水平状态,随着深度增加,能量减小。倾斜裂缝为沿倾斜方向的一系列双曲线绕射。开叉裂缝在其发育方向形成一系列双曲线绕射波组。多形态裂缝在其发育延展的一侧会有较多的同相轴叠加且整体的响应与裂缝延展方向对应。（5）小保当一号井112201工作面回采导致的覆岩上行裂缝的发育高度有限,分析认为地表下行裂缝的最大发育深度仅3.25m,两者未对接。
龙志丹[3]（2021）在《基于矢量有限元的频率域可控源电磁法三维反演研究》文中认为可控源电磁法（Controlled-source electromagnetic,CSEM）是一种基于人工源激发的地球物理勘探方法,相对于传统的天然源大地电磁探测具有更强的抗干扰能力,相比于重磁勘探方法有更高的分辨率,目前已被广泛地应用于各种复杂环境条件下的矿产资源勘探与研究。随着可控源电磁法的勘探设备的不断改进,该方法可以越来越好的适应复杂环境,且所获取的观测数据的规模也越来越大,因此,可靠、高效且稳定的可控源电磁法三维反演算法的开发对于大规模可控源电磁数据的精细解释有重要的理论与实践意义。高精度的三维正演模拟方法是进行三维反演计算的基础,且是三维反演过程中最耗时的部分。为了形成高效可靠的三维反演算法,首先需要形成高精度且高效率的三维正演模拟算法。为了模拟复杂地质结构,本文分别开发了基于六面体网格和四面体网格矢量有限元法的可控源电磁法三维并行正演模拟算法。对于三维数值模拟产生的大型线性病态方程组的求解,本文采用MKL Pardiso并行直接求解法,考虑到不同频率的可控源电磁法形成的系数矩阵之间相互独立,因此本文在上述并行直接求解的基础上完成了对频率的并行,从而形成了基于直接求解法和频率并行的多层次并行求解策略。反演过程即为对目标函数的最优化过程,本文采用近似二次收敛的高斯-牛顿最优化方法完成对目标函数的最优化求解。为减小反演算法对初始模型的依赖性,本文提出了一种适用于六面体网格和四面体网格的粗糙度矩阵计算策略,并分别开发了基于两类网格矢量有限元法的可控源电磁法三维最平滑模型反演算法。经过对比在不同初始模型条件下各种复杂陆地模型的反演结果,验证了在所提出的粗糙度矩阵的基础上的两种反演算法的有效性和稳定性,并证明了所开发的三维反演算法具有对初始模型依赖性小的特点;通过对带地形的海洋油气藏模型的研究,证明了所开发的两种反演算法对复杂海洋模型的适应性。通过各种复杂陆地和海洋模型的研究,证明了所开发的两类反演算法对各类大规模可控源电磁数据的处理能力,说明了所开发的两类最平滑模型三维反演算法可以为大规模可控源电磁数据的精细解释和钻前储层预测提供重要参考依据。传统可控源电磁法反演结果往往是连续扩散分布的,不同物性的边界不够清晰,反演结果的分辨率与地震方法相比有较大差距。为了得到边界更清晰,分辨率更高的反演结果,本文首次将多进制变换函数引入到可控源电磁法反演研究中,并将引入了多进制变换函数的反演策略称为多进制反演算法。多进制变换函数将传统的连续扩散分布的模型参数转化为近似阶梯分布的多进制模型参数,从而达到提高反演结果的分辨率和边界清晰度的效果。本文分别开发了基于四面体和六面体网格矢量有限元法的频率域可控源电磁法三维多进制反演算法。对于两类多进制反演算法,均通过复杂陆地模型和带地形的海洋油气藏模型,证明了所开发算法在提高边界清晰度和分辨率上的效果,另外也证明了多进制反演算法可以在一定程度上克服可控源电磁方法对低导体不敏感的问题。为了进一步证明所开发的反演算法对野外实测可控源电磁数据的应用效果,将反演算法应用于甘肃省花牛山铅锌矿试验区的可控源电磁数据研究中,通过将所得反演结果与地质模型和钻孔信息分别对比,证明了所开发的多进制反演算法对实测数据依然可以达到类似模型算例的效果,对野外实测可控源电磁数据依然具有良好的适应性,说明了本研究对地球深部构造研究以及各类资源勘探研究具有重要的理论和实践意义。本文的创新点主要体现在以下两个方面,（1）提出了一种适用于六面体网格和四面体网格的粗糙度矩阵计算策略,并在此基础上开发了对初始模型依赖性更小的基于六面体网格和四面体网格矢量有限元法的最平滑模型反演策略;（2）首次将多进制变换函数应用于电磁法三维反演研究中,并形成了反演结果分辨率更高、边界更清晰的基于两类网格的多进制反演算法。
万文武[4]（2021）在《基于有限元-谱元法的电磁场数值模拟》文中研究表明大地电磁测深法是一种天然源的地球物理勘探方法,广泛应用于矿产资源勘探、地质调查、环境和水资源调查、地球深部构造等方面的研究。数值模拟对于大地电磁的理论研究、勘探设计和数据处理解释等方面都具有重要的意义。目前常用的数值模拟方法包括有限差分法、积分方程法、有限元法、有限体积法、谱元法等,有限差分法和积分方程法难以处理复杂地电模型,有限元法的收敛性要求单元之间节点协调,给局部网格加密造成困难。有限元法具有流程规范且能够模拟复杂地质体的特性,谱元法具有高精度特性,为了提高大地电磁数值模拟的精度和效率,将有限元—谱元法引入到大地电磁测深领域当中,具备有限元法处理复杂结构模型的灵活性及谱方法的高精度和指数收敛性。本文研究了基于有限元法—谱元法的低频平面波电磁场数值模拟,从频域麦克斯韦方程组出发,详细推导了大地电磁二维正演所满足的偏微分方程和二维介质大地电磁场所满足的边值问题。基于Galerkin加权余量法,将计算区域进行离散,对异常体和介质分界面进行了谱元法求解,背景区域使用有限元法求解。单元内对未知量（电磁场值）在插值节点处插值基函数选用Gauss-Lobatto-Legendre（GLL）正交多项式,采用GLL数值积分,并组装单元积分矩阵,形成大型稀疏对称线性方程组;对系数矩阵进行压缩存储,采用稳定的双共轭梯度算法,求解大型稀疏系数线性方程组,得到电磁场分布,实现了大地电磁二维有限元—谱元法数值模拟。在数值实验中,对国际标准模型COMMEMI2D-0、COMMEMI2D-1进行计算,验证了算法的有效性和准确性。与有限元方法对比,表明了论文算法具有更高的计算精度和效率,同时也改善了低频区域的电磁场数值模拟结果。通过设计复杂地电模型,表明了有限元—谱元法应用于大地电磁正演的有效性和灵活性,并进一步分析了这些典型模型在TE和TM极化模式下的大地电磁响应特征,对实际工作提供了借鉴和指导意义。
顾观文[5]（2020）在《基于矢量有限元的带地形大地电磁三维正反演研究》文中提出大地电磁测深法是一种重要的地球物理探测方法,该探测方法因其具有施工方便、勘探效率高、成本低（相对于地震勘探）、勘探深度大等优点,在资源勘查、能源勘探及深部构造探测等领域应用广泛。对于地表以下,特别是深部地质构造信息的获取主要依赖于对地球物理观测资料的解释,地球物理正反演是观测资料解释的重要手段。近十年来,基于不同正演方法（积分方程、有限差分、有限元等）的大地电磁三维反演理论及其计算技术取得了巨大进展。然而,目前在实际中得到应用的反演技术主要是基于有限差分法正演的三维反演方法,特别是国内实测大地电磁资料的三维解释基本上都采用基于有限差分法的三维反演技术。三维有限差分正演方法虽然具有实现相对简单、计算速度快的优点,但该方法对于起伏地形和复杂地质结构的电磁响应模拟具有很大的局限性。不同于有限差分法,有限单元法在模拟起伏地形以及复杂地质体的电磁响应方面具有明显优势,特别是近些年发展迅速的矢量有限元法,由于其能有效地解决传统节点有限元法存在的伪解问题,目前已成为复杂地形和复杂地质体三维电磁响应模拟的主要方法。但有限单元法也存在一些不足,该方法运算量大是导致基于有限元法的大地电磁三维反演技术实用化进程相对滞后（相对于基于有限差分法的三维反演技术）的主要因素。带地形三维正反演并兼顾较高的计算效率仍然是大地电磁三维反演技术实用化研究中的重点和难点。鉴于此,并以实际应用为目的,本文开展了基于矢量有限元的带地形大地三维正反演研究。在大地电磁场三维数值模拟方面,开发了基于矢量有限元的大地电磁带地形三维正演算法及其计算程序。首先,从大地电磁测深满足的控制方程出发,通过矢量有限元法得到满足控制方程的大型线性方程组;然后,采用无需散度校正的直接解法求解矢量有限元法对应的大型线性方程组,获得带地形条件下地电模型的大地电磁响应;最后,验证了本文三维正演算法的正确性、对比了本文的基于无需散度校正的直接解法与带散度校正的迭代解法的计算效率,进而在此基础上,模拟三维地形大地电磁场响应并分析大地电磁场的三维地形影响。在大地电磁三维反演方面,开发了基于共轭梯度法的大地电磁带地形三维反演算法,并编写了相应的反演计算程序。为了避免直接求解反演过程中的雅可比矩阵,对三维大地电磁的雅可比偏导数矩阵的计算进行详细研究,推导出了基于矢量有限元的三维大地电磁偏导数矩阵的计算公式。基于互换原理将雅可比偏导数矩阵与一个矢量的乘积、以及雅可比偏导数矩阵的转置与一个矢量的乘积转换为两个不同虚场源的正演问题,即“拟正演”问题。在此基础上,进而将本文实现的快速三维正演算法引入共轭梯度反演算法中,从而可以克服三维MT反演问题中雅可比矩阵存储量大和计算时间长的两大困难。为了探讨三维地形对反演结果造成的影响,分别使用本文的带地形三维反演方法和忽略地形三维反演方法对不同类型的纯地形三维模型合成数据进行反演,并比较两种反演方法的反演效果。最后,对不同复杂度并施加不同程度噪声的理论模型合成数据进行反演实验,检验本文反演算法的有效性和可靠性。在大地电磁三维反演应用方面,利用本文开发的三维反演程序分别对以矿产勘查和以地质填图为目标的两例实测大地电磁资料进行三维反演。取得明显应用效果:（1）在以矿产勘查为目标的三维大地电磁勘探资料解释中获得的三维精细电性结构清晰地反映了研究区的地电特征,为该区容矿有利层位的寻找、矿区潜在矿产资源的评价提供依据;（2）在以地质填图为目标的三维大地电磁勘探资料解释中,依据本文三维反演方法获得的地下三维电性结构,并结合研究区的地质资料对地下三维地质结构进行解译,初步查明了该工作区的断裂、地层、岩体的空间分布特征,可为该地区的三维地质填图工作提供地球物理依据。表明本文实现的带地形大地电磁三维反演程序具备一定的实用性。
张斯[6]（2020）在《基于非结构化网格的频谱激电三维有限元正演研究》文中研究表明频谱激电法主要根据介质的导电性差异与极化性差异进行地质勘察。该方法具多参数的特点,能够给物探人员提供识别异常更丰富的途径。因为轻便、快捷、效率高的优点,此法在资源勘探、工程地质等领域获得了广泛的实际应用。结合有限单元法推导过程简单、能够有效模拟复杂形态地质体的特点,对频率域激发极化法三维正演问题进行研究具有实际意义。文章结合国家找矿战略发展需要,开展了对频谱激电法的三维正演模拟研究工作。文章首先基于广义等效介质原理推导出了球状极化颗粒的复电导率等效张量表答式,进而换算出GEMTIP等效激电模型的具体表达,阐述了各激电参数的具体含义;联系参数的岩石学实际意义,通过给定激励频率范围、改变激电参数来详细探讨了频谱响应曲线的变化规律。然后,在忽略电磁效应影响的情况下,从稳定电流场电位的基本方程着手,求解了方程满足的边值问题,进一步得出了对应的变分问题;基于有限单元法原理,利用非结构化四面体网格对计算区域进行离散化,详细介绍了网格剖分方法、线性插值、单元分析过程以及大型稀疏矩阵的非零元素存储方法,实现了非结构化网格剖分下的三维频谱激电正演程序。基于前人的研究,利用含极化效应的G型层状介质解析解验证了本文所用算法程序的有效性。然后对含极化层的K型、HK型层状介质进行模拟,分析对比了测深曲线在不同供电频率下的响应特征。为模拟现实情况下可能遇到的复杂地电条件,给出了若干种经典地电模型,诸如均匀半空间中赋存三相低阻极化球体模型、三相高阻极化板模型、极化地堑模型、高低双极化块模型等。通过对多个模型响应结果分析,体现了频谱激电法的优点:复电阻率实部分量尚不能显示异常体的存在,而虚部分量却明显给出异常体的空间埋藏范围。论文研究工作成果给实际生产中解释更多异常提供了一条新思路。
段长生[7]（2020）在《基于拟牛顿法和数据空间共轭梯度法的CSAMT三维反演研究》文中研究说明可控源音频大地电磁法（CSAMT）由于采用人工场源,具有高信噪比、高分辨率的优点,在地球物理勘探中发挥着重要作用。但是,受近场效应、阴影效应及复印效应等场源效应的影响,在很多情况下,不能使用大地电磁测深（MT）方法处理CSAMT资料,否则会使得解释结果与实际情况相差甚远,给勘探解释带来错误结论。因此,科研和生产都迫切需要推出实用化的三维CSAMT正反演算法和软件,该方面的研究也成为领域的热点问题从而受到行业的广泛重视。针对CSAMT带源反演的问题,本论文核心工作和创新性成果主要包括:一是完成了带倾子数据的三维CSAMT有限元正演模拟,实现了张量阻抗与倾子数据的多参数反演,提升了CSAMT反演解释的横向分辨力;二是提出了基于高斯牛顿法的数据空间共轭梯度（DCG）反演算法,提高了CSAMT反演对复杂模型的识别能力;第三,开展了结构耦合与交叉梯度反演算法研究,为多参数约束反演和附加先验结构信息约束反演提供了依据;最后,使用本文开发的三维CSAMT正反演软件,对延川南煤层气电磁勘探实测三维数据进行了DCG和L-BFGS反演解释,验证了方法的有效性,取得了对反演算法的深入认识。完成了长导线场源三维CSAMT正演模拟算法研究。基于多参数和正交场源反演解释的需要,在正演模拟中引入了倾子参量。为提升对复杂介质模型的计算精度,采用基于四面体单元网格剖分的三维CSAMT有限元数值模拟方法,实现了长导线源CSAMT不同频率、不同偏移距的含倾子数据的正演模拟,验证了算法的有效性和正确性。引进并实现了带倾子数据的三维CSAMT实用化反演方法。本文将Egbert参数变换方案应用到有限内存拟牛顿（L-BFGS）法中,实现了基于张量源双垂向倾子数据CSAMT三维反演算法,模拟计算表明CSAMT的高频和远偏移距的倾子分布特征类似于平面波假设的大地电磁,而近偏移距或低频数据则可能受到来自发射源的强烈影响。合成数据反演进一步验证了CSAMT倾子比大地电磁场的倾子数据具有更高的信噪比,且具有较强的边界识别能力,因此,在实际资料处理解释中倾子应与视电阻率和相位联合反演,有助于提高反演分辨率,得到更合理的结果及解释。实现了数据空间共轭梯度法（DCG）算法的CSAMT反演。该算法实质是迭代高斯牛顿法的改进算法,与常用的梯度类算法相比,该算法保留了更多的偏导数信息,可以提高反演的分辨能力。在算法内循环中,采用CG迭代法来回避雅可比矩阵计算问题,大大节省了计算资源,从算法本身来讲,具有显着提升计算效率的潜力。但是,与L-BFGS对比分析结果却表明:DCG耗时远高于L-BFGS,其原因在于DCG的内循环保留了更多的偏导数信息,较大幅度增加了―拟正演‖的计算次数,降低了DCG的实用性。然而DCG保留了灵敏度矩阵更多的信息,其反演分辨率优于L-BFGS,从这个意义上讲,DCG反演算法具有一定的实用意义。为进一步利用多种先验结构信息提高反演分辨率,提出了基于结构耦合与交叉梯度的三维CSAMT反演方法,开展多种地球物理数据或属性的联合反演算法研究。本文选用了交叉梯度项及先验结构信息,提出了固定、分步和实时结构三种方案对CSAMT方法实现强约束。通过合理地使用交叉梯度反演方法,对电阻率参数的约束不局限任何属性,可以与其它地球物理方法同步反演,亦可以完全分隔,但需要交叉梯度与一种先验的输入结构匹配。通过对不同场源及不同数据体的模拟测试表明,利用交叉梯度和结构耦合方案,能有效的重现复杂模型深部介质形态,有助于提高CSAMT,尤其是标量CSAMT的反演分辨能力。最后通过延川南煤层气CSAMT正交双源实测资料的反演解释,验证了三维DCG和L-BFGS反演方法的有效性。资料处理结果表明了DCG和L-BFGS在执行效率和反演分辨力上与前述方法测试结论一致,均获得了较好的反演效果,且与实际地质条件吻合,显示出两种方法均具有较高的可靠性。针对实际资料的多组反演试验测试表明:在引入结构约束条件时,输入的速度结构能较为明显的影响反演结果的电性分布,因此,要求输入的约束条件符合实际地质条件,否则会影响反演效果。
张维鑫[8]（2020）在《基于并行电法的复电阻率非线性反演研究》文中研究说明复电阻率法（CR）,又称为频谱激电法（SIP）,是以各类岩、矿石与围岩的频率域激发极化特性差异为物性基础的一种地球物理勘探方法。多参数是复电阻率反演的主要特征,开展复电阻率多参数的非线性反演研究具有一定意义。本文从有限元法数值模拟理论及系统控制理论出发,采用有限元数值模拟方法、人工神经网络非线性反演算法、电路仿真模拟等方法手段,进行了基于并行电法的复电阻率2.5维正演、复电阻率多参数反演以及激励电流源信号分析的研究。复电阻率2.5维正演研究工作以并行电法观测系统作为测量模式基础,以直流电阻率方法作为理论计算基础,在忽略电磁耦合条件下,引入Cole-Cole模型,形成一种基于并行电法的复电阻率正演模拟计算体系。同时在正演计算过程中,引入伪δ源,使源点处奇异特征降低,提升了ILU-BICGSTAB迭代计算的精度。源点附近电位值与解析解电位值的相对误差,降至0.15%以下,离开源点后节点电位相对误差在0.08%以下甚至更小。正演计算流程上,充分吸收并行电法观测模式,引入近似边界条件和并行计算框架,使正演计算的效率得到了进一步提升。电路仿真模拟实验研究发现,单频正弦型信号,仅获得激励单一频率响应,测量精度较高但测量效率低,所花时间成本高;矩形脉冲方波型激励信号,观测稳定场抗干扰能力较强,适合直流电法勘探,同时可以获得靠近主频的谐频响应,较单频信号测量效率有一定提升;M序列伪随机激励信号,第一主瓣频率丰富,相关谱法计算辨识精度高,抗随机干扰能力强,是复电阻率法勘探的较为理想的激励电流源信号。针对复电阻率多参数非线性反演问题,构建了基于量子粒子群算法（QPSO）与BP神经网络相结合的反演算法,反演计算过程中避免了求解各参数偏导矩阵的困难,算法输出即反演结果,逻辑结构简洁明了。反演结果表明,QPSO-BP算法反演对异常边界刻画较为清晰,对各参数数值较为贴近。通过建立煤层底板典型极化异常体地电模型,研究了不同构造形态以及不同导水时刻的视复电阻率幅值、相位和极化率的正演响应特征。发现煤层底板极化异常体的空间范围变化,会引起观测区域内视复电阻率幅值、相位以及极化率的相应变化。针对底板极化异常体反演问题,结合待反演异常体空间结构特征,合理设置训练与测试样本,反演结果表明,QPSO-BP反演算法对有着相似特征的正演观测数据具有良好的联想能力,反演边界刻画较为明显,富水极化异常区反演结果较为吻合。对于较为复杂的底板隐伏断层和底板非常规形态导水通道有着较好的反演效果。
张铭[9]（2020）在《频率域可控源电磁梯度测量与快速高分辨成像方法研究》文中研究表明电磁探测方法以地下介质的电性差异为物性基础,通过研究电磁场变化可实现对地下构造的电阻率分布特征进行探测的目的。由于其具有对环境破坏小、测量方便高效等优势,已成为地下结构探测的重要地球物理手段之一。频率域可控源电磁探测方法是电磁探测方法的一个重要分支,由于可控源激发的电磁场信号幅度较大、抗干扰能力较强,数据信噪比较高,有利于后期数据处理、反演成像等,因此频率域可控源电磁探测方法已广泛应用于矿产资源勘探、地下水资源探查、地质调查、工程环境勘察等领域。但是由于电磁场具有体积效应,接收点的电磁信号是周围一定空间范围内介质综合贡献的结果,因而电磁场对地下大型地电异常的响应较为灵敏,而对于局部异常体的精细探测具有局限性,通常只能大致确定异常体的位置、大小,无法准确定位异常体的横、纵边界信息,从而无法准确判别异常体大小。上述局限性在一定程度上限制了频率域可控源电磁法在精细探测中的作用,因此研究能够提升局部异常边界识别能力的频率域可控源电磁探测方法具有重要意义。梯度测量在重力勘探和磁法勘探领域中得到了应用,并在背景干扰抑制、边界识别提升等方面显示出了明显的优势。本文借鉴了前人在重、磁梯度方面的研究思想,提出了一种可有效提升地电异常边界识别能力的频率域可控源电磁梯度测量方法。从理论公式推导入手,在原理上说明了频率域可控源电磁梯度测量方法在异常边界识别能力方面的优势。通过三维有限元正演模拟结果详细分析了频率域可控源电磁梯度的响应特性,评估了不同类型三维地电模型下,空间梯度、频率梯度对异常边界的反映能力。同时,利用频率域可控源电磁梯度测量方法在异常边界反映能力方面的优势,提出了频率域可控源电磁梯度快速高分辨成像方法,从理论上推导了其计算公式,并通过不同复杂程度地电模型的理论试算验证了该方法的正确性。基于上述理论研究结果,从总体设计角度出发,研究了频率域可控源电磁梯度测量系统的测量原理及关键技术,并通过由项目组开发的测量系统的野外应用实例分析,验证了频率域可控源电磁梯度测量方法在实际应用中的可行性,说明了频率域可控源电磁梯度快速高分辨成像方法在实际应用中的有效性,也表明了可控源电磁梯度测量系统在实际中的实用性。论文主要研究内容如下:（1）频率域可控源电磁场矢量有限元三维数值模拟方法研究。基于频率域可控源电磁梯度响应特性分析需求,研究了基于结构化网格的频率域可控源电磁场矢量有限元三维数值模拟方法。同时,介绍了基于Comsol软件的三维数值模拟方法。利用上述数值模拟方法计算了不同复杂程度地电模型（包括层状大地模型、二维大地模型以及三维大地模型）的电磁场响应,并对二者结果进行了对比。二者结果的高度吻合性,验证了频率域可控源电磁场矢量有限元三维数值模拟方法的正确性和有效性,为后续频率域可控源电磁梯度响应特性分析奠定基础。（2）频率域可控源横向高分辨空间电磁梯度测量方法。提出了一种可提高局部地电异常横向边界反映能力的频率域可控源空间电磁梯度测量方法,该方法通过布设长导线源,并在发射源远区对电磁场进行分布式测量,再利用相邻测点相邻频率电磁场值的距离差商获取空间梯度。为了分析空间梯度的响应特性,先后对均匀半空间中埋藏导电球体模型以及不同复杂程度三维地电模型的电磁场及其空间梯度进行了计算,并对其响应特性进行了分析。结果表明,在各类地电模型中,空间梯度均可准确反映地电异常横向边界,验证了空间梯度的横向边界反映能力强于电磁场响应。（3）频率域可控源纵向高分辨频率电磁梯度测量方法。提出了一种可有效提高地电异常纵向边界识别能力的频率域可控源频率电磁梯度测量方法。通过数值模拟模拟方法,分析了频率梯度的响应特性,评估了频率梯度其对纵向地电异常边界的反映能力。通过均匀大地模型及三维大地模型频率梯度的计算及对比分析,说明了由三维异常体本身引起的频率梯度的响应特性。同时,通过分析不同模型物理参数及测量参数（如收发距、异常体埋深、异常体电阻率、异常体厚度等）下的频率梯度响应,评估了上述参数对频率梯度响应的影响。结果表明,频率梯度可有效反映异常体纵向位置信息,其对地电异常纵向边界的反映能力比电磁场本身强。（4）频率域可控源电磁梯度快速高分辨成像方法研究。为了提高异常体边界识别能力,本文提出了一种频率域可控源电场梯度快速高分辨成像方法,从原理上对其计算公式进行了推导,通过不同复杂程度地电模型的成像结果,验证了该方法的有效性。同时,还讨论了梯度场快速高分辨成像效果与收发距之间的关系,并评估了该成像方法对局部异常体顶部和底部边界反映的灵敏度。结果表明,当选择了合理的收发距时,梯度场快速高分辨成像方法能准确反映异常体的边界位置,包括横向位置以及顶部和底部边界位置。该成像方法可满足实际测量中测量仪器参数的及时调整、数据质量的实时评估、测区电阻率变化信息的及时了解等需求。（5）频率域可控源电磁梯度系统研制及应用实例。为发挥频率域可控源电磁梯度测量方法在电性分界面识别方面的优势,并检验该方法的在实际应用中的可用性和有效性,基于频率域可控源电磁梯度测量方法的理论研究结果,研究了频率域可控源电磁梯度测量原理及测量系统关键技术。并利用项目组研制的频率域可控源电磁梯度系统,在吉林省辽源市西安矿区进行了实际野外探测。探测结果表明,频率域可控源电磁梯度测量方法的成像结果与同一测线高密度电阻率反演结果以及测区已知地质资料的吻合度较高,从而验证了频率域可控源电磁梯度测量方法在野外实际应用中的有效性和实用性。
王磊[10]（2020）在《各向异性介质大地电磁三维数值模拟》文中提出大地电磁法是少数能够对数十公里及以上的深部结构进行探测的电磁方法之一,对于壳幔边界以及更深部的上地幔结构有较好的探测效果。现阶段的大地电磁数据处理仍多是基于电导率各向同性假设,实际上地球内部介质的各向异性特征是广泛存在的,因此各向同性假设决定了其解释结果难以反映真实的地质结构特征。正演模拟是实际数据处理与反演解释的前提,因此发展三维大地电磁各向异性正演算法,研究各向异性参数对于大地电磁响应的影响,对于大地电磁各向异性反演与解释,进而认识真实的地质结构特征有重要意义。本文推导了任意各向异性介质中二次电磁场的变分方程,并利用非结构矢量有限元法进行求解,通过与一维解析解进行对比,进而与已发表的二维各向异性模型以及COMMEMI三维模型的计算结果对比,验证了该算法的正确性。使用本算法对球型异常体模型进行数值模拟,详细讨论了各向异性参数对视电阻率的影响,总结了各向异性特征规律,并深入探究了实际生产中常见的水平各向异性特征,与之前的认识不同,视电阻率形态的旋转现象并不能准确反映各向异性参数走向角的大小,旋转程度还与水平各向异性系数的大小有关,进一步加深了对于各向异性影响的复杂性的认知;使用基于各向同性算法的反演软件对各向异性介质数据进行反演,得到的反演结果与真实模型相差较大,进一步说明开展各向异性反演的必要性。
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 矿井直流电法研究现状 |
| 1.2.2 矿井直流电法数值模拟 |
| 1.3 研究内容、方法及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 2 全空间直流电法探测理论 |
| 2.1 稳定电流场基本定律 |
| 2.2 全空间多点电流源电位 |
| 2.2.1 单个点电源在全空间中的电位 |
| 2.2.2 多个点电源在全空间中的电位 |
| 2.2.3 有限长电流源在全空间中的电位 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 多点源矿井直流电法数值模拟 |
| 3.1 全空间电场的边值问题 |
| 3.2 点源电场异常电位的变分问题 |
| 3.3 有限单元法 |
| 3.3.1 网格剖分 |
| 3.3.2 插值 |
| 3.3.3 单元积分 |
| 3.3.4 总体合成 |
| 3.4 矿井直流电法正演数值模拟验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 全空间多点源电场分布特征 |
| 4.1 无巷道多点源电场分布特征 |
| 4.1.1 电极排列方向对电场分布的影响 |
| 4.1.2 供电电极个数对异常响应的影响 |
| 4.1.3 供电电极极距对异常响应的影响 |
| 4.2 巷道影响条件下多点源电场分布特征 |
| 4.2.1 巷道截面为正方形 |
| 4.2.2 巷道截面为矩形 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 多点源矿井直流电法超前探测响应特征 |
| 5.1 多点源矿井直流电法超前探测技术 |
| 5.2 不同电性异常体的响应特征 |
| 5.2.1 低阻异常体的响应特征 |
| 5.2.2 高阻异常体的响应特征 |
| 5.3 巷道空腔影响及校正 |
| 5.3.1 低阻模型巷道空腔校正 |
| 5.3.2 高阻模型巷道空腔校正 |
| 5.4 旁侧异常体响应特征 |
| 5.4.1 低阻旁侧异常体响应特征 |
| 5.4.2 高阻旁侧异常体响应特征 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 采动地裂缝研究现状 |
| 1.2.2 煤矿采动裂缝物探技术应用研究现状 |
| 1.2.3 正演模拟研究现状 |
| 1.3 研究内容、方法及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 2 直流电法和地质雷达正演理论 |
| 2.1 直流电法正演理论 |
| 2.1.1 点源二维电场问题 |
| 2.1.2 稳定电流场的边界 |
| 2.1.3 变分问题 |
| 2.1.4 网格剖分 |
| 2.2 地质雷达正演理论 |
| 2.2.1 时域有限差分法 |
| 2.2.2 解的稳定性 |
| 2.2.3 吸收边界条件 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 采动前后覆岩富水性正演模拟 |
| 3.1 采动影响下覆岩破坏规律 |
| 3.2 直流电法不同装置正演数值模拟 |
| 3.3 煤矿采动覆岩富水性变化数值模拟 |
| 3.3.1 地电模型 |
| 3.3.2 正演结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 地表裂缝正演模拟 |
| 4.1 地表裂缝发育规律 |
| 4.2 地质雷达数值模拟流程 |
| 4.3 地裂缝在不同探测条件下的地质雷达响应 |
| 4.3.1 不同频率天线正演数值模拟 |
| 4.3.2 不同移动速度正演数值模拟 |
| 4.4 不同特征裂缝的地质雷达正演数值模拟 |
| 4.4.1 不同宽度地表裂缝正演数值模拟 |
| 4.4.2 不同深度地表裂缝正演数值模拟 |
| 4.4.3 不同介电常数地表裂缝正演数值模拟 |
| 4.5 特殊形态地表裂缝地质雷达正演数值模拟 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 小保当一号井采动裂缝发育特征物探应用与效果 |
| 5.1 研究区概况 |
| 5.1.1 地质情况 |
| 5.1.2 地球物理特征 |
| 5.2 研究区工作布置 |
| 5.2.1 直流电法工作布设 |
| 5.2.2 地质雷达工作布设 |
| 5.3 直流电法探测结果及资料解释 |
| 5.4 地质雷达资料解释及开挖验证 |
| 5.4.1 地质雷达数据处理及解释 |
| 5.4.2 地表裂缝开挖验证 |
| 5.5 综合解释 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论及展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者简历 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景、研究目的与意义 |
| 1.1.1 选题的背景 |
| 1.1.2 研究目的与意义 |
| 1.2 电磁法三维正反演国内外研究现状 |
| 1.2.1 频率域电磁法三维正演模拟研究现状 |
| 1.2.2 频率域电磁法三维反演研究现状 |
| 1.2.3 频率域电磁法三维正反演研究存在的问题 |
| 1.3 主要研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.4 论文主要创新点 |
| 第二章 基于矢量有限元的频率域可控源电磁法三维并行正演研究 |
| 2.1 电磁场控制方程 |
| 2.2 矢量有限元法 |
| 2.2.1 基于六面体网格的矢量有限元法 |
| 2.2.2 基于四面体网格的矢量有限元法 |
| 2.3 大型线性方程组的求解 |
| 2.4 测点处电磁场的计算 |
| 2.4.1 基于六面体网格的矢量有限元法 |
| 2.4.2 基于四面体网格的矢量有限元法 |
| 2.5 可控源电磁法三维正演算法验证及并行效率分析 |
| 2.5.1 可控源电磁三维正演算法验证 |
| 2.5.1.1 基于六面体网格的可控源电磁三维正演算法验证 |
| 2.5.1.2 基于四面体网格的可控源电磁三维正演算法验证 |
| 2.5.2 可控源电磁三维正演算法并行效率分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 频率域可控源电磁法三维反演算法 |
| 3.1 频率域可控源电磁法最平滑模型反演算法 |
| 3.1.1 反演算法目标函数的构建 |
| 3.1.2 全局最优化方法 |
| 3.1.3 正则化参数的选择 |
| 3.1.4 算法流程图 |
| 3.2 频率域可控源电磁法三维多进制反演算法 |
| 3.2.1 多进制变换函数 |
| 3.2.2 多进制反演目标函数及最优化 |
| 3.2.3 多进制反演算法的具体实现 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于六面体网格的频率域可控源电磁法三维反演研究 |
| 4.1 频率域可控源电磁法三维最平滑模型反演数值实验 |
| 4.1.1 含三个异常体的陆地模型 |
| 4.1.2 带地形海洋油气藏模型 |
| 4.2 频率域可控源电磁法三维多进制反演数值实验 |
| 4.2.1 高低阻可控源电磁模型 |
| 4.2.2 带地形海洋油气藏模型 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 基于四面体网格的频率域可控源电磁法三维反演研究 |
| 5.1 频率域可控源电磁法三维最平滑模型反演数值实验 |
| 5.1.1 盆地模型 |
| 5.1.2 棋盘模型 |
| 5.2 频率域可控源电磁法三维多进制反演研究 |
| 5.2.1 三个异常体模型 |
| 5.2.2 带地形海洋油气藏模型 |
| 5.3 实测数据三维反演 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要研究成果 |
| 6.2 下一步研究计划 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 电磁法数值模拟的研究现状 |
| 1.3 论文研究方法及结构纲要 |
| 第二章 谱元法理论基础 |
| 2.1 正交多项式 |
| 2.1.1 Kronecher符号 |
| 2.1.2 正交多项式定义及其根 |
| 2.1.3 Gauss积分 |
| 2.1.4 标准Gauss求积公式 |
| 2.2 Lagrange插值 |
| 2.3 Fourier展开 |
| 2.4 谱方法 |
| 2.4.1 Lobatto节点 |
| 2.4.2 第二类Chebyshev节点 |
| 第三章 基于有限元—谱元法的大地电磁正演 |
| 3.1 大地电磁正演理论 |
| 3.1.1 控制方程及边界条件 |
| 3.1.2 Galerkin加权余量法求解MT边值问题 |
| 3.2 有限元—谱元法求解大地电磁正演 |
| 3.2.1 有限元—谱元法耦合求解偏微分方程基本思想 |
| 3.2.2 基于矩形网格正演空间离散技术 |
| 3.2.3 插值基函数的构造 |
| 3.2.4 物理域与参考域映射关系 |
| 3.2.5 单元矩阵分析与总体矩阵集成 |
| 3.2.6 边界条件的施加 |
| 3.2.7 视电阻率及相位的计算 |
| 3.3 线性方程组的求解 |
| 3.3.1 迭代法 |
| 3.3.2 直接法 |
| 3.4 稀疏矩阵压缩存储 |
| 第四章 数值算例 |
| 4.1 算法验证 |
| 4.2 地垒模型 |
| 4.3 深部地电结构简化模拟 |
| 4.4 覆盖层下的垂直断层模拟 |
| 第五章 结论 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附件 |
| 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的与意义 |
| 1.2 带地形大地电磁三维正反演研究现状 |
| 1.2.1 带地形大地电磁三维数值模拟研究现状 |
| 1.2.2 带地形大地电磁三维反演研究现状 |
| 1.3 主要研究内容和创新点 |
| 1.3.1 本文主要研究内容 |
| 1.3.2 主要创新点 |
| 第2章 大地电磁测深带地形三维正演数值模拟 |
| 2.1 电磁波传播的基本规律 |
| 2.2 大地电磁三维正演的边值问题 |
| 2.3 矢量有限元分析 |
| 2.4 线性方程组求解 |
| 2.5 视电阻率及阻抗相位的计算 |
| 2.6 正演结果验证 |
| 2.6.1 水平地形条件下模型验证 |
| 2.6.2 起伏地形条件下模型验证 |
| 2.7 无需散度校正的直接解法与带散度校正的迭代解法计算对比 |
| 2.8 三维地形大地电磁场响应分析 |
| 2.8.1 山峰地形 |
| 2.8.2 山谷地形 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 大地电磁测深带地形三维反演研究 |
| 3.1 正则化反演基本理论 |
| 3.1.1 反演问题的数学描述 |
| 3.1.2 反演的目标函数 |
| 3.2 大地电磁测深法三维共轭梯度反演 |
| 3.2.1 目标函数 |
| 3.2.2 反演流程 |
| 3.2.3 基于矢量有限元的雅可比偏导数计算 |
| 3.2.4 雅可比偏导数矩阵与一个向量乘积的“拟正演”问题 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 理论模型三维反演算例及分析 |
| 4.1 三维地形对反演结果的影响 |
| 4.1.1 纯山峰地形模型 |
| 4.1.2 纯山谷地形模型 |
| 4.2 山谷地形下含低阻体模型 |
| 4.3 山峰地形下含高阻体模型 |
| 4.4 峰谷组合地形下含低阻体模型 |
| 4.5 数据含10%高斯噪声的三维反演 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 野外实测数据三维反演 |
| 5.1 某矿区实测资料的三维反演 |
| 5.1.1 关于某矿区资料 |
| 5.1.2 对反演所得三维电阻率模型初步分析 |
| 5.2 新疆某地区实测资料的三维反演 |
| 5.2.1 工作区地质与岩石电性特征 |
| 5.2.2 反演结果分析 |
| 5.3 本章小节 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 频谱激电法现状及发展动态 |
| 1.3 数值模拟方法简史 |
| 1.4 研究思路及拟解决问题 |
| 1.4.1 研究设想 |
| 1.4.2 拟解决问题 |
| 1.4.3 论文章节安排及内容 |
| 第2章 GEMTIP模型的引入 |
| 2.1 等效模型的推导 |
| 2.2 复杂极化介质的等效模型 |
| 2.3 各向同性GEMTIP模型的表述 |
| 2.4 GEMTIP模型激电参数的频谱分析 |
| 2.4.1 两相模型频谱分析 |
| 2.4.2 三相介质频谱分析 |
| 第3章 三维有限元正演理论 |
| 3.1 边值问题 |
| 3.2 变分问题 |
| 3.3 有限单元法 |
| 3.3.1 非结构化网格剖分 |
| 3.3.2 线性插值 |
| 3.3.3 单元分析 |
| 3.3.4 总体合成 |
| 3.3.5 稀疏矩阵存储格式 |
| 第4章 数值模拟结果及分析 |
| 4.1 算法可行性分析 |
| 4.2 层状介质K型 |
| 4.3 层状介质HK型 |
| 4.4 地堑极化模型 |
| 4.5 低阻极化球模型 |
| 4.6 高阻极化板模型 |
| 4.7 双极化块模型 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 结论与建议 |
| 5.1 论文主要研究成果 |
| 5.2 不足之处与后续研究方向 |
| 参考文献 |
| 个人简历、申请学位期间的研究成果及发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 CSAMT正演研究现状 |
| 1.2.2 CSAMT倾子数据研究现状 |
| 1.2.3 CSAMT反演研究现状 |
| 1.3 论文的主要内容和技术路线 |
| 1.4 论文创新点 |
| 第2章 含倾子数据的CSAMT解析和数值计算 |
| 2.1 CSAMT数理基础 |
| 2.2 CSAMT解析解计算 |
| 2.2.1 单一场源计算 |
| 2.2.2 正交场源计算 |
| 2.3 CSAMT数值计算 |
| 2.3.1 Maxwell方程及变分问题 |
| 2.3.2 三维CSAMT有限元数值模拟 |
| 2.4 CSAMT典型场源效应分析 |
| 2.4.1 近场效应 |
| 2.4.2 阴影效应 |
| 2.4.3 复印效应 |
| 2.5 CSAMT倾子数据三维正演 |
| 2.5.1 正交场源装置及倾子计算 |
| 2.5.2 CSAMT倾子数据三维正演 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 含倾子数据的CSAMT拟牛顿法三维反演 |
| 3.1 有限内存拟牛顿法 |
| 3.1.1 目标函数 |
| 3.1.2 拟正演计算 |
| 3.1.3 参数转换 |
| 3.1.4 算法流程 |
| 3.2 倾子数据梯度计算 |
| 3.3 正演网格与反演网格分离 |
| 3.4 CSAMT倾子合成数据反演 |
| 3.4.1 低阻棱柱体反演 |
| 3.4.2 高阻棱柱体组合模型反演 |
| 3.4.3 倾子与视电阻率及相位数据联合反演 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于数据空间的CSAMT共轭梯度法反演 |
| 4.1 共轭梯度法 |
| 4.2 数据空间共轭梯度法 |
| 4.2.1 迭代公式 |
| 4.2.2 算法流程 |
| 4.3 合成数据反演 |
| 4.3.1 低阻单一棱柱体模型 |
| 4.3.2 高低阻双棱柱体模型 |
| 4.3.3 单一测线反演 |
| 4.3.4 多低阻棱柱体模型 |
| 4.3.5 低阻复杂形态模型 |
| 4.3.6 多棱柱体高低阻组合模型 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于交叉梯度项和结构耦合的CSAMT拟牛顿法反演 |
| 5.1 结构耦合反演方案与交叉梯度 |
| 5.1.1 固定结构耦合反演方案 |
| 5.1.2 分步结构耦合反演方案 |
| 5.1.3 实时结构耦合反演方案 |
| 5.2 交叉梯度结构约束的目标函数 |
| 5.3 交叉梯度项计算 |
| 5.4 目标函数梯度计算 |
| 5.5 结构耦合约束反演试算 |
| 5.5.1 标量X侧向源合成数据反演 |
| 5.5.2 标量Y侧向源合成数据反演 |
| 5.5.3 张量源合成数据反演 |
| 5.5.4 含倾子数据的张量源合成数据反演 |
| 5.5.5 不同交叉梯度权重因子测试 |
| 5.5.6 不同约束模型反演测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 CSAMT软件系统及正反演技术在延川南煤层气勘探中的应用 |
| 6.1 CSAMT软件系统 |
| 6.1.1 正演建模模块 |
| 6.1.2 数据处理模块 |
| 6.1.3 场源效应分析模块 |
| 6.1.4 反演模块 |
| 6.2 CSAMT正反演技术在延川南煤层气勘探中的应用 |
| 6.2.1 延川南煤层气勘探试验区概况 |
| 6.2.2 试验区原始观测数据分析 |
| 6.2.3 实测资料DCG与 L-BFGS反演试验 |
| 6.2.4 反演结果的解释 |
| 6.2.5 基岩结构约束反演试验 |
| 6.3 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 复电阻率法国内外研究现状 |
| 1.3 神经网络国内外研究现状) |
| 1.4 粒子群优化算法国内外研究现状 |
| 1.5 研究主要内容 |
| 2 基于并行电法的复电阻率2.5维正演 |
| 2.1 复电阻率2.5维有限单元法数值模拟 |
| 2.2 基于并行测量模式的复电阻率正演模拟 |
| 2.3 正演算例验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于SIMULINK仿真的并行电法激励信号频域特征与辨识 |
| 3.1 等效电路模型的建立与其频域响应特征 |
| 3.2 单频正弦型激励信号仿真 |
| 3.3 矩形脉冲方波激励信号仿真 |
| 3.4 M序列伪随机激励信号仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于QPSO-BP算法的复电阻率非线性反演 |
| 4.1 量子粒子群优化算法 |
| 4.2 QPSO-BP算法反演建模 |
| 4.3 数值仿真与反演计算 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 煤层底板典型极化异常体正演响应与反演 |
| 5.1 煤层底板多极化异常体 |
| 5.2 煤层底板隐伏导水陷落柱 |
| 5.3 煤层底板隐伏导水断层 |
| 5.4 底板承压水突水监测 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 频率域可控源电磁法数值模拟方法研究现状 |
| 1.2.2 频率域可控源电磁成像方法研究现状 |
| 1.2.3 频率域可控源电磁测量系统研究现状 |
| 1.3 研究的目的及意义 |
| 1.4 本文研究内容与结构安排 |
| 1.4.1 论文研究思路 |
| 1.4.2 论文结构安排 |
| 第2章 频率域可控源电磁场矢量有限元三维数值模拟方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 频率域可控源电磁场矢量有限元三维数值模拟 |
| 2.2.1 控制方程及变分问题 |
| 2.2.2 矢量插值基函数 |
| 2.2.3 单元分析 |
| 2.2.4 总体合成及方程求解 |
| 2.3 基于Comsol软件的频率域可控源电磁场三维数值模拟方法 |
| 2.4 频率域可控源电磁场矢量有限元三维数值模拟结果准确性验证 |
| 2.4.1 层状模型数值模拟结果验证 |
| 2.4.2 二维模型数值模拟结果验证 |
| 2.4.3 三维模型数值模拟结果验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 频率域可控源横向高分辨空间电磁梯度测量方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 均匀半空间埋藏导电球体的空间梯度响应特性理论分析 |
| 3.2.1 均匀半空间埋藏导电球体空间梯度计算原理 |
| 3.2.2 均匀半空间埋藏导电球体空间梯度响应特性分析 |
| 3.3 三维单异常体模型的空间梯度响应特性分析 |
| 3.4 三维双异常体模型空间梯度响应特性分析 |
| 3.5 垂直薄板模型空间梯度响应特性分析 |
| 3.6 复杂三维模型空间梯度响应特性分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 频率域可控源纵向高分辨频率电磁梯度测量方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 频率梯度响应特性分析 |
| 4.3 不同收发距频率梯度响应特性分析 |
| 4.4 不同异常体埋深频率梯度响应特性分析 |
| 4.5 不同异常体电阻率频率梯度响应特性分析 |
| 4.6 不同异常体厚度频率梯度响应特性分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 频率域可控源电磁梯度快速高分辨成像方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 背景空间梯度响应特性分析及压制方法 |
| 5.3 电磁梯度快速高分辨成像方法原理 |
| 5.4 梯度场快速高分辨成像方法应用效果验证 |
| 5.4.1 均匀大地模型应用效果验证 |
| 5.4.2 层状大地模型应用效果验证 |
| 5.4.3 二维模型应用效果验证 |
| 5.4.4 三维单异常体模型应用效果验证 |
| 5.4.5 三维双异常体模型应用效果验证 |
| 5.4.6 收发距对梯度场快速高分辨成像效果影响的分析 |
| 5.5 合理收发距下梯度场快速高分辨成像方法的纵向边界反映能力 |
| 5.5.1 梯度场快速高分辨成像方法的顶部边界反映能力 |
| 5.5.2 梯度场快速高分辨成像方法的底部边界反映能力 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 频率域可控源电磁梯度测量系统总体设计及应用实例 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 频率域可控源电磁梯度测量系统测量原理 |
| 6.3 频率域可控源电磁梯度测量系统关键技术 |
| 6.3.1 高效率多频发射技术 |
| 6.3.2 环境噪声抑制技术 |
| 6.3.3 高精度同步采集技术 |
| 6.4 频率域可控源电磁梯度测量方法应用实例 |
| 6.4.1 频率域可控源电磁梯度测量系统技术指标 |
| 6.4.2 野外探测区域概况 |
| 6.4.3 野外测量结果分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及攻读博士期间科研成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 各向异性理论 |
| 1.2.1 各向异性简介 |
| 1.2.2 电导率张量 |
| 1.2.3 欧拉旋转 |
| 1.3 各向异性数值模拟研究现状 |
| 1.4 反演理论概述 |
| 第二章 各向异性三维MT数值模拟 |
| 2.1 大地电磁测深基本原理 |
| 2.1.1 场源分布 |
| 2.1.2 大地电磁测深基本方程组 |
| 2.1.3 均匀半空间解析解 |
| 2.1.4 均匀层状介质解析解 |
| 2.2 数值模拟方法概述 |
| 2.3 有限元法步骤 |
| 2.4 二次场的变分方程 |
| 2.5 矢量有限元法 |
| 2.5.1 有限元分析 |
| 2.5.2 节点基函数 |
| 2.5.3 棱边基函数 |
| 2.6 矩阵合成与存储 |
| 2.7 求解器 |
| 2.8 一次场值的转化 |
| 2.9 边界条件 |
| 2.10 MT响应计算 |
| 第三章 算法优化与验证 |
| 3.1 并行设计 |
| 3.2 算法验证 |
| 3.2.1 一维层状各向同性介质模型 |
| 3.2.2 二维各向异性模型 |
| 3.2.3 COMMEMI-3D1模型 |
| 3.3 合成数据反演 |
| 3.3.1 各向同性合成数据反演 |
| 3.3.2 各向异性合成数据反演 |
| 第四章 各向异性参数的响应特征 |
| 4.1 各向同性介质的响应特征 |
| 4.2 主轴各向异性介质的响应特征 |
| 4.2.1 VTI介质 |
| 4.2.2 VHI介质 |
| 4.2.3 小结 |
| 4.3 水平各向异性 |
| σ0>σ2'>4.3.1 σ1>σ0>σ2 |
| σ2>σ0'>4.3.2 σ1>σ2>σ0 |
| 4.3.3 小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
