自适应有限元海洋大地电磁场二维正演模拟

自适应有限元海洋大地电磁场二维正演算法是在完全非结构三角单元网格上实现的,这种网格能够真实地拟合地形起伏、倾斜界面等复杂地质构造,并且该方法能够自动细化网格并在不显著增加计算时间的条件下提供可靠的计算结果。通过模拟二维地电模型大地电磁场响应,并与规则矩形网格有限元数值解进行比较,验证了算法和程序的正确性和精度。最后,计算了两个海底起伏地形模型的大地电磁场响应,且与陆地模型的大地电磁场进行对比,讨论了海底地形起伏对海洋大地电磁场响应的影响。

大地电磁场的两种大震短临异常

根据中法电磁合作台运行6年的资料,在年变形态对比的基础上合理地选取有效测道值构建了相应的时间序列图。从中发现昆仑山口西8.1级大震前一个多月时间中,正常大地电磁场中叠加间歇性畸变干扰,按形态分为'阶跃突跳'、'单尖突变'两种类型。简略地讨论了产生两种异常现象的可能机制。

大地电磁场正演计算中几个问题的探讨

在有限元法中 ,插值函数、剖分密度以及电磁场在地表附近的垂向导数都是影响视电阻率计算精度的重要因素 .对此就三角形剖分线性插值和二次插值对视电阻率函数的计算精度进行了比较 ;讨论了不同的剖分密度对精度的影响 ;

天然大地电磁场时间序列的分形特征

分形理论是分析和研究自然界中具有“自相似性”、“自仿射性”不规则形体的重要手段。分形维是描述这种分形体的定量参数,反映了系统的复杂性与本质特征。利用相空间重建理论与G-P算法对大地电磁场的时间序列进行相空间重构,表明大地电磁场时间序列相空间的吸引子是存在的,大地电磁场虽然看似随机的天然信号,事实上它是具有内在确定性的随机信号。实例分析表明,大地电磁场时间序列关联维数与地下介质特征密切相关,能定性地反映介质的电性分布与结构特征。

分形分析与天然大地电磁场信号识别

由于大地电磁场信号的脉冲性质,对一定长度的时间序列进行相关性分析时将会导致这种相关性随着频率的增加几乎系统性地减小,因此采用相关分析识别大地电磁场信号存在固有的缺陷.利用相空间重构理论研究表明,大地电磁场信号的时间序列具有分形特征;通过天然场源与大地耦合关系,定义了一个新的识别大地电磁信号的新参数:“分形比”.实例分析结果表明,利用“分形比”识别信号比常用的相关性识别的方法更有效,估计的视电阻率曲线更为平滑、合理,曲线的形态也更为真实、可靠.

大地电磁场的解析延拓—方法与应用

本文探讨了大地电磁场的解析延拓方法及实际应用的可能性。大地电磁场的向上延拓可以通过电磁场在自由空间的解析解或波谱解进行。向下延拓可分为两种情况,即水平均匀介质和水平非均匀介质中场的向下延拓。在水平均匀介质中,大地电磁场的下延问题可借助于Stratton-Chu积分和Green函数的波谱展开导出波数域的延拓公式。水平非均匀介质中电磁场的延拓不能采用波谱法,但可采用古典的Taylor级数法。在实际应用中,可根据条件和需要选择不同的延拓方法。

无网格局部Petrov-Galerkin法大地电磁场二维正演模拟

有限差分法和有限单元法在大地电磁场数值模拟中已经得到了广泛的应用,但其数值结果的精度在很大程度上依赖于网格的离散程度.当模拟起伏地形、弯曲界面等复杂地电模型大地电磁场响应时,常常需要花费大量的时间以便得到较合理的离散网格.无网格局部Petrov-Galerkin法(MLPG)不同于有限差分法和有限元法,其形函数和权函数脱离了网格的束缚.本文详细推导了二维大地电磁场边值问题的弱式形式,并将其离散为局部积分域内的表达形式.通过模拟二维海洋地电模型大地电磁场响应,并与结构网格有限元结果进行对比,验证了本文算法和程序的正确性及精度.设计了一个含有弯曲界面的二维地电模型,讨论了不同离散网格对MLPG无网格法模拟结果的影响,并与结构有限元法结果进行了比较,结果表明MLPG无网格法模拟结果受离散网格影响较小.最后利用MLPG无网格法计算了两个海洋起伏地形模型的大地电磁响应,讨论了海底起伏地形对大地电磁响应的影响.

日全食对大地电磁场影响的研究

大地电磁测深法（Magnetotelluric，MT）是利用空间中分布广泛，频率范围很宽（10^-4～10^4Hz）的天然交变电磁场进行测量的一种频率域电磁测深法。其所直接测量的天然大地电磁场具有结构复杂性，随时间空间变化的多变性，所以研究大地电磁场的成因，组成及变化对提高大地电磁测深法的精度具有重要意义。本文通过对2009年7月22日日全食期间在武汉近郊采集的MT数据来分析研究日食效应对大地电磁场的影响，其特征表现为：①大地电磁场振幅极小值出现在食甚前约2h。②日食期间大地电磁场振幅与变化幅度都会减弱。③日食活动主要影响4～0．1Hz范围内的电磁波。

三维大地电磁场相关测深曲线研究

本文着重讨论了三维MT问题中基于不同旋转不变量定义的响应定义与地下地形的相关程度,以一个真实的盆地模型为例比较各种定义对地下电性真实分布的反应能力。通过系统研究认为,由实部张量计算得到的旋转不变量函数比通常使用的模值形式有较高的横向分辨率。

大地电磁场三维地形影响的数值模拟

用边界单元法解决了大地电磁(MT)三维地形影响的数值模拟问题.采用特殊的网格剖分,数值模拟方法,可以在微机上运行.在二维地形上,其结果与二维模拟结果基本吻合,对三维地形的模拟结果表明,三维模拟与二维模拟有较大差别.

联合式大地电磁场静位移二维校正方法及其应用

大地电磁测深法中的静位移是国内外专家十分关注的问题,虽然提出了多种解决方案,但各种方法都有其效果与弊端.从大地电磁场基本理论出发,讨论了大地电磁测深法及其衍生方法的静位移问题,并提出了一种改进的大地电磁场静位移校正方法,利用最优估计和迭代的思路将平面聚类法和首枝重合法结合起来,解决不同成因产生的静位移效应,并使其完善为能够实现大规模资料处理的方法.使用理论模型响应验证了该方法的正确性,并且通过实测数据的应用结果与已知信息的对比分析,验证了方法的有效性.

深水大地电磁数据采集的若干理论要点与仪器技术

深水环境下进行大地电磁数据采集，信号幅值微弱，高频分量被严重衰减；仪器承载的环境压力巨大，且伴随底流推曳、淤泥吸附等不利因素；海上作业情况复杂多变，带给设备投放与回收诸多困难．针对这螳特殊问题，从理论上分析了大地电磁场在海水及其以下层状介质中的传播规律，计算了电场与磁场随不同水深的衰变比值，研讨了与仪器上浮速度相关的物理因素；从技术上阐述海底大地电磁仪的工作原理，包括信号传感器、数据采集器、声控释放单元以及机械组装部件等等．整套仪器信号分辨率达到nV级，频带宽度为10～0．3×10^3Hz，最大工作水深4000m．该仪器搭载“海洋六号”科学考察船，在我国南海中沙群岛海域进行了国内首次深水环境下的大地电磁数据采集试验．结果显示，所研发的仪器性能指标吻合先前的理论推算值，达到设计要求．我国的海底大地电磁探测技术已完全享有自主的知识产权．

井地大地电磁非线性共轭梯度二维反演研究

本文提出并验证了地下大地电磁测深数据的正、反演算法和程序,为井地大地电磁测深和井地可控源音频大地电磁测深这一前沿研究课题提供了地球物理解释方法,使其更加完善和有效。在Rodi(2001)发表的大地电磁场二维NLCG反演理论和算法的基础上,推导了井地大地电磁场二维NLCG反演算法,改编反演的代码,开发出二维NLCG反演程序,验证了程序的正确性。通过对比不同测点埋深的典型模型的正、反演结果,发现测点埋置在地下能够压制地面噪音,提高反演的分辨能力。

大地电磁概率成像及其改进方法的成像效果评价

从理论机理角度对大地电磁(MT)概率成像方法的成像效果进行了分析。分析结果表明,MT概率成像方法不能对复杂地质体进行较高分辨率的反演成像,为此,对成像方法进行了改进。大地电磁微分场概率成像方法是基于归一化大地电磁场的微分,因此更能突出异常场分布特性,将大地电磁场概率成像的发生概率函数改进为实测电磁场值函数与相应扫描函数微分函数的归一化互相关函数,改进后的方法不再需要求背景电磁场值,而且提高了成像效果;面感应源概率成像方法是将线感应源的概率成像推广成面感应源的概率成像,能以较高的分辨率对多个水平方向或垂直方向上的电导率不连续界面进行成像。最后给出了用改进的方法对理论模型进行成像的例子,并与改进前的成像效果进行了比较。

二维大地电磁测深的积分迭代反演

从二维地电模型的麦克斯韦方程出发,给出了大地电磁场的一种精确的简单积分方程式,并据此设计了一种二维反演方法——积分迭代法、先验地确定一初始模型,用有限元法作正演,形成线性方程组,然后求解地电断面的电性参数或其相对于初始模型的修改量。由于对地电断面的整体剖分、单点反演,因而解决了微机内存问题以及一次反演太多参数时容易出现非唯一性及不稳定性问题。利用复阻抗的反演精度比单独用视电阻率数据有所提高,采用较为稳定的代数重构算法解线性方程组。

地震过程中的大地电磁异常响应关系

在分析地震大地电磁场异常机理的基础上,利用大地电磁仪在安县地震台进行汶川大地震后余震观测,获得了观测期间余震的电磁场异常,分析了其中三次较大余震的电磁场数据,总结了发震时大地电磁场异常的特征。

在城市地质工作中应重视一种新型电磁法——可控源音频大地电磁法的应用

简要介绍可控源音频大地电磁场法的发展概况,方法特点。通过该方法在北京地区的应用效果,作者认为应当将该方法技术引进到城市地质工作中来。

大地电磁测深中减少地质噪声的方法

作者认为,通过解二维的和三维正反演问题来减少大地电磁测深中的地质噪声几乎是不可能的。因此提出了两种新途径。第一种途径是计算频率ω和ω_0上的主轴张量比的频谱,ω_0要相对很高以便用上部剖面的地电参数确定场。第二种途径是对主轴阻抗张量进行空间谱分析。

音频大地电磁仪中磁传感器的设计和研究

一、引言利用远处雷电活动作为场源的音频大地电磁法(简称为AMT法),具有成本低,效率高、勘探深度大、不受高阻层屏蔽和对低阻体具有较高的分辨能力等优点,七十年代以来愈来愈受到各国地球物理工作者的重视。但是,由于天然大地电磁场的信号十分微弱,特别是音频范围内磁分量的信号十分微弱,所以要求AMT仪器有一个灵敏度极高的磁传感器,以便把微弱的磁信号转换成为可被接收机检测出来的电信号。根据国内外现有资料报导。