点电荷微元与偶极子源的时域电磁场响应对比(英文)

电偶极子依靠两个等量异号电荷的加速运动实现电磁场辐射,同样地,时变点电荷微元可以依靠单个电荷的加速运动产生电磁场。基于这种电磁场理论实质,本文开展了点电荷微元与偶极子源的时域电磁场响应对比研究。首先,给出三维导电空间点源的时间域位函数;然后,利用辅助位函数与电场、磁场响应之间的关系,给出均匀无耗全空间的点电荷载流微元时间域电场、磁场的表达式。并从阶跃关断时刻、近源区场、远源区场等方面对比分析全空间中两种源的异同。研究结果表明:在近源区,两种源产生的场差别较大;在远源区,两种源产生的场几乎相同。通过实际观测的数据和使用电偶极子源公式对简化模型计算结果的对比,认为点电荷微元场的空间分布更符合实际场源产生的电场、磁场分布特征。

偶极子假设引起的大回线源瞬变电磁响应偏差分析

偶极子假设下的场点近似解与场点的瞬变电磁精确解存在一定的误差,文中对偶极子假设引起的误差进行了探索性研究.首先分析了由恒定电流偶极子公式"比拟"出的谐变偶极子位函数解.分别计算了静态场中磁偶极子和电偶极子的近似解与各自对应的未做偶极子假设的电流环和载流导线的精确解之间的误差值,然后分析了谐变偶极子微元与点电荷微元的误差.结果表明,在发射回线内,均不满足偶极子的条件,由此造成的解析表达式的误差不可忽略.为此探讨了以时变点电荷微元作为解析求解基本单元的可行性,以时变点电荷假设代替偶极子假设,将时变点电荷解直接"比拟"到时域场中,给出了时间域瞬变电磁场的推迟矢量位函数,为进一步研究时变点电荷微元假设下的精确解、直接时域求解瞬变场问题探索了新方法.

大回线源瞬变电磁响应理论研究回顾及展望

解析公式的求解是电磁探测方法基础理论研究的重要内容.以往用于大回线瞬变电磁法的理论公式,有圆形重叠回线表达式、中心回线表达式.为了更接近勘探工程中使用的矩形回线源,和为提高效率在回线中心1/3区域观测的实际情况,采用了大定源回线的解析公式.由此定义的视电阻率,克服了偏离中心点观测引起的边缘效应,提高了解释精度,也将大定源回线和大回线装置的理论公式统一了起来.基于偶极子微元的大定源回线解析解在瞬变电磁法理论研究中起到了重要作用,但还不能很好地反映近、中区场的响应特征.可以将静电场点电荷直接比拟到时域场中,在回线上对时变点电荷微元进行积分,以获得适合全场区、全期的更精确的理论公式.

SOTEM深部探测关键问题分析

利用阶跃电流源激发可以有效地将一次场和二次场在时间上进行分离,通过时域电磁场近源测深可获得较强的信号和较大的探测深度.基于以往研究基础,作者提出了电性源短偏移瞬变电磁法(SOTEM),并指出需要研究SOTEM深部探测理论、方法和技术等方面的关键问题.根据时变点电荷栽流微元积分理论,推导出SOTEM响应的精确表达式;通过分析SOTEM电场、磁场各分量的响应及分布特征,以及各分量与地层之间的相互作用特点,对高、低阻层的敏感度等,研究SOTEM深部探测能力;研究SOTEM的记录点规则,以及场源复印和阴影效应等附加效应的影响规律及校正方法;通过对模拟及实测数据的分析,研究SOTEM信号受噪声的影响程度以及各种去除噪声的方法;采用曲线精细拟合技术,提高定量反演精度;总结经验并最终形成一套适用于SOTEM的野外工作规程.