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基于电场矢量波动方程的三维可控源电磁法有限单元法数值模拟被引量：30: 2009年; 从可控源电磁法的基本原理出发,推导了基于电场矢量波动方程的三维边值问题,利用广义变分原理,把边值问题转换为变分问题,并引入散度条件,避免了伪解的出现,使有限元计算在理论上更加完备.在准静态近似条件下,把水平电偶极子在空中和大地的远区电场闭合表达式作为有限元计算中的区域外边界条件,解决了边界条件加载的困难;把应用于地震模拟中的伪delta函数引入到可控源电磁法中的三维有限元模拟中,消除了源点的奇异性,提高了方程组的稳定性.通过对均匀大地和层状介质模型的模拟,检验了程序的正确性,并对典型的地质体模型进行了数值模拟,分析了其变化规律.; 张继锋汤井田喻言王烨刘长生肖晓; 关键词：可控源电磁法数值模拟

被动源电磁测深三维有限元数值模拟被引量：3: 2010年; 从基于电场的双旋度方程出发,针对被动源电磁测深法中的三维正演问题进行了有限元数值模拟。首先推导了被动源电磁法中电场所满足的矢量波动方程,然后从变分原理出发,得到其变分形式,通过有限元分析,最后形成大型复系数线性方程组。采用LDLT预处理共轭梯度法,降低了矩阵的条件数,提高了解方程组的速度。建立了一个典型的3层地电模型,得到了地表电磁场分布及其主测线视电阻率和阻抗相位,视电阻率平均相对误差为2.06%,阻抗相位平均相对误差为0.734%,满足实际要求,同时也验证了程序的正确性。; 张继锋汤井田王烨肖晓; 关键词：电磁测深有限元数值模拟大地电磁

基于二次插值的线源可控源有限元数值模拟被引量：15: 2009年; 在准静态近似条件下,采用矩形网格单元和双二次函数插值就频率域二维线源边值问题进行了有限元数值模拟。在二维地电条件下,给出了边值问题和变分问题,并通过有限单元法对模型进行单元剖分、插值、积分和整体合成,最后通过求解复系数方程组得到了地表视电阻率响应。引入伪delta函数模拟线源,消弱了源带来的奇异性。通过与均匀大地以及层状介质模型的解析解对比,平均相对误差分别为0.71%和1.12%。建立了两个异常体模型,数值模拟表明异常响应比较明显,为进一步实现三维可控源电磁法有限元数值模拟提供了基础。; 张继锋汤井田喻言刘长生; 关键词：有限元数值模拟可控源电磁法

基于GiD的有限元前处理和后处理可视化被引量：4: 2010年; 目前在地球物理数值计算领域,尚缺乏简便易行的可视化的前处理和后处理方法.这使得复杂计算模型较难建立和分析,也使得已有计算程序较难与生产实际相结合.本文以直流电法三维有限元数值模拟前后处理为例,研究了通用三维前后处理软件GiD在地球物理有限元前处理和后处理中的应用方法.通过编写用户自定义"问题类型",建立并输出了可用于已有有限元计算程序的初始模型.计算过程结束之后,通过调用GiDpost后处理函数库,使计算程序方便的生成特定格式的后处理文件.最后,将前处理、计算和后处理功能整合,成功实现整个过程的图形化.与目前其他地球物理有限元前后处理方法相比,此套方法效率高、简单易行,最重要的是通用性好,可适用于各种已有的地球物理有限元计算程序.; 汤井田公劲喆; 关键词：GID 地球物理有限元前处理后处理

高频大地电磁法有限元数值模拟被引量：12: 2009年; 由于中深度工程地球物理勘探的迫切需要,以美国EH-4电导率成像系统为代表的高频率大地电磁法,在我国地球物理勘探行业的应用越来越广泛。其勘探深度在地下1 000 m以内,频率范围在10 Hz^100 kHz。这里研究了高频率大地电磁法有限元高精度,快速数值模拟。首先利用广义变分原理推导出电磁场的有限元方程,编制了双线性和双二次插值有限元程序,并进行了层状模型的验证性计算,然后对典型地堑模型的数值模拟结果进行了分析,得出了一些有意义的结论。; 汤井田王烨杜华坤肖晓林家勇; 关键词：线性插值

MT有限元模拟中截断边界的影响被引量：6: 2013年; 利用有限元方法进行大地电磁正演数值模拟时,由于是在有限网格区域上的数值计算,模拟计算时的网格边界为截断边界,而有限元数值模拟时的大地电磁场边界条件需要在足够远处才能够满足,所以截断边界的存在可能会使大地电磁正演模拟的边界条件无法满足,致使对计算结果和计算精度产生影响。利用有限元二维正演程序,在网格边界处加载一维情况下的大地电磁场,然后固定研究区域的网格剖分,并对一维地电模型和二维地电模型在改变有限元网格边界大小的情况下进行计算。在对一维模型进行模拟计算时,截断边界对边界条件没有影响,边界条件自然满足。而对二维模型进行模拟计算时,截断边界的存在对计算结果有较大影响。利用趋肤深度作为有限元网格边界变化的量度,通过改变网格边界大小,对不同的二维地电模型进行计算比较,总结出适合大地电磁有限元正演模拟的参考网格边界。; 汤井田薛帅; 关键词：大地电磁有限单元法正演

2.5-D DC Resistivity Modeling Considering Flexibility and Accuracy被引量：1: 2011年; We highlighted the flexibility of using unstructured mesh together with the local refinement by a resistivity model with complicated topography. The effect of topography is emphasized. Based on this, we calculated a specific class of layered models and found that the accuracy is not always satisfactory by utilizing the standard approach. As an improvement, we employed the layered earth as the reference model to calculate the wavenumbers. The comparison demonstrates that the accuracy is considerably improved by using this enhanced approach.; 汤井田王飞燕肖晓张林成

有限元模拟中边界条件对计算结果的影响被引量：9: 2009年; 本文从总电位法和异常电位法两个方面,分别就直流电法有限元中所采用的三类边界条件对计算结果的影响进行了分析,为采用合适的边界条件及选取最佳边界距离来提高正演精度提供了基础.结果表明,混合边界条件精度最高,可大大缩小求解区域而不影响计算精度,其次是Dirichlet边界条件精度较高,但测点越靠边界误差会越大,必须取足够大的边界区域,齐次边界条件的误差比较大,但如果采用非二极装置,通过电位差计算得到的视电阻率,由于无穷远边界对电位差的影响基本消除,视电阻率计算误差与混合边界条件下的接近,在反演中,为了节省计算时间,经常使用齐次边界条件进行有限元正演.; 张继锋汤井田王烨肖晓; 关键词：有限元

不同装置下点源球体的近似解与精确解对比被引量：1: 2012年; 针对利用简单加倍的方法求解点源球体解析解的局限性,采用双球坐标系,通过镜像法求解点源下球体的精确解,将其与简单加倍求得的近似解进行对比,给出了简单加倍方法的适用条件,从而在实际中能够更准确地使用简单加倍的方法。研究结果表明:对于二极装置,当球心埋深h≤1.5r0时,利用简单加倍方法求得的近似解与精确解的误差已达到10%以上;对于中梯装置,当球心埋深h≤1.7r0时,二者的误差达到10%;二极装置的视电阻率曲线随着极距AM的增加会出现反向异常的现象,且极距越大,反向异常越明显。; 汤井田原源; 关键词：点源视电阻率电阻率法

基于预处理共轭梯度的大地电磁快速正演被引量：10: 2010年; 针对大地电磁法有限元模拟中计算量大的特点,采用按行压缩存储方式的不完全LDLT预处理共轭梯度法快速求解大型复系数方程组。引入不完全LDLT预处理,提出快速求解(LDLT)-1r的方法,以加快预处理共轭梯度法的收敛速度。研究结果表明:当网格节点自由度超过1万时,压缩率达到99.9%,求解方程组时间在1 s以内,为进一步快速反演奠定了基础。; 张继锋汤井田王烨肖晓; 关键词：预处理共轭梯度大地电磁

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国家自然科学基金(40874072)

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