水平低频谐变电偶极子源在地下介质中的电磁响应特征

研究水平低频谐变电偶极子在地下介质中产生的电磁场响应特征,不仅可以直观地揭示电磁波在地下介质中的传播和响应分布规律,且在地球物理勘探及地下无线电通讯等领域具有重要的实用价值。从谢昆诺夫势函数出发,利用索墨菲尔德积分及福克积分公式,经过严格的数学推导得到准静态条件下水平低频谐变电偶极子源在地下介质中产生的电磁场的解析表达式。通过与Scripps海洋研究所Kerry Key的数值解计算结果对比,发现无论是电场分量还是磁感应强度分量在整个频段符合度都较高,表明本文解析解推导的水平低频谐变电偶极子源在地下介质中产生的电磁场响应解析表达式的正确性;且解析解的计算速度更快,提高了可控源电磁法三维正演模拟中一次场计算的精度和速度,为可控源电磁法三维正演技术提供了基础支撑。

CSAMT勘探中场区、记录规则、阴影及场源复印效应的解析研究

由矢量位导出均匀大地表面上水平接地谐变电偶极子地下电磁场的闭合表达式,将地层波和地面波显式地区分开来,据此定义了与远区场和近区场对应的地面波区和地层波区.对长期困扰CSAMT勘探工作者的记录点问题、阴影和场源复印效应问题给出了物理解释.由地层波与地面波之比给出了定量划分场区的方法,每一场分量最佳记录规则下的条件和判断是产生阴影和场源复印效应的前提.山西沁水盆地CSAMT勘探覆盖点的推断结果表明,阴影和场源复印效应是由地层波所携带的源与观测点之间、源下方真实地质情况的信息决定,是可以利用的.

浅海中时谐水平电偶极子在空气中的极低频磁场

为深入分析空气中的极低频磁场,用时谐水平电偶极子等效船舶被主轴调制的水下腐蚀相关电流。根据Maxwell方程组和电磁场边界条件建立浅海条件下电偶极子在空气中的矢量磁位模型,进一步推导了磁场表达式,并利用快速汉克尔变换计算磁场的传播规律。测量了水池碳棒电极和海上钛基电极的磁场,验证了磁场的实用性和模型的有效性。

基于水平时谐电偶极子模型的舰船轴频磁场传播特性分析

为更好地探测识别舰船的轴频信号特征,基于水平时谐电偶极子对舰船轴频磁场在海水中和空气中产生的磁场进行了建模。分析了水平时谐电偶极子在空气中和海水中的矢量磁位,根据麦克斯韦方程组得到了水平时谐电偶极子的磁场分布,分析了不同水深和空中不同高度下磁场的分布特性。由仿真分析可以看出,不同深度的水平电偶极子在海水中,B_(y)磁场分量较其他分量变化小,在空气中不同高度上,B_(z)磁场分量较其他分量变化小,将来可以作为轴频目标检测分析的重点。此外通过南海试验,得到实测数据与模型分析数据特征基本吻合,验证了轴频磁场模型的可行性。

船舶轴频电场场源建模和实验研究

为了对浅海环境中的船舶轴频电场场源进行建模,以水平时谐电偶极子为基本模拟单元,利用麦克斯韦方程组以及边界条件求解水平时谐电偶极子在空气-海水-海床3层媒质中产生的电场模型。通过实验室船模和海上实船实验的实测数据,证明了水平时谐电偶极子场模型的正确性,表明了船舶轴频电场信号可以用单个水平时谐偶极子作为其等效场源模型,解决了船舶轴频电场场源的建模问题。