基于Lorenz规范的空间-波数域大地电磁三维正演

戴世坤; 陈轻蕊; 凌嘉宣; 李昆; 赵东东; 张莹; 张钱江

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基于Lorenz规范的空间-波数域大地电磁三维正演

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大地电磁勘探方法由于其成本低、施工简单、探测深度广等优点,广泛应用于矿产资源普查、油气勘探和深部构造研究等领域.如何提高大规模三维大地电磁数值模拟的精度和效率一直是研究热点.本文基于空间-波数域方法,实现了基于Lorenz规范的空间-波数域三维大地电磁数值模拟.基于二次场计算原理,引入Lorenz规范,将Maxwell方程组转化为关于二次场矢量位的亥姆霍兹方程;利用水平方向二维傅里叶变换,将空间域三维偏微分方程转换为多个波数下相互独立的常微分方程,方程采用二次插值有限单元法计算,得到定带宽线性方程组,方程计算量小、并行性好,采用追赶法求解,提高了算法效率;引入压缩算子,用迭代法逐次逼近真实解.充分利用了空间-波数域方法数值精度高、内存需求少、效率高的特点.设计棱柱体模型验证了算法的正确性、分析了算法的收敛性,说明算法对不同频率、不同电导率对比度模型均具有很好的适应性.利用Dublin(DTM1)模型进行三维大地电磁数值模拟,结果表明:在满足精度要求的前提下,空间-波数域算法比空间域算法占用内存少、耗时短;相比基于Coulomb规范的空间-波数域算法,基于Lorenz规范的空间-波数域方法耗时更短、占用内存更少,效率提高至少3倍以上,体现了新方法的优势.

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来源
《地球物理学报》 |2022年第12期|4963-4980|共18页
作者
戴世坤; 陈轻蕊; 凌嘉宣; 李昆; 赵东东; 张莹; 张钱江;
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作者单位

中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室;

中南大学地球科学与信息物理学院;

西南石油大学;

桂林电子科技大学电子工程与自动化学院;

桂林理工大学;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类地球物理勘探;
关键词
空间-波数域; Lorenz规范; 三维大地电磁; 数值模拟;

基于Lorenz规范的空间-波数域大地电磁三维正演

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