J4 ›› 2010, Vol. 40 ›› Issue (2): 425-431.

• 地球探测与信息技术 • 上一篇    下一篇

2.5维起伏地表条件下坐标变换法直流电场数值模拟

孙章庆|孙建国|张东良   

  1. 吉林大学 地球探测科学与技术学院/国土资源部应用地球物理综合解释理论开放实验室-波动理论与成像技术实验室|长春 130026
  • 收稿日期:2009-06-11 出版日期:2010-03-26 发布日期:2010-03-26
  • 通讯作者: 孙建国(1956-),男,湖北汉川人,教授,长江学者,博士,主要从事地下波动理论与成像技术、地震资料处理方法与解释技术、钻孔电磁波法、地球物理中的天线问题以及岩石物理学和可视化技术在地球物理中的应用等研究 E-mail:sun_jg@jlu.edu.cn
  • 作者简介:孙章庆(1982-)|男|土家族|重庆黔江人|博士研究生|主要从事地震波传播理论与成像技术、电磁法正演模拟、计算地球物理等方面的研究|Tel:0431-88502592|E-mail:sun_zhangq@163.com
  • 基金资助:

    国家高技术研究发展计划“863”探索导向类课题(2006AA06Z109)

2.5-D DC Electric Field Numerical Modeling Including Surface Topography Based on Coordinate Transformation Method

SUN Zhang-qing, SUN Jian-guo, ZHANG Dong-liang   

  1. College of GeoExploration Science and Technology/ Laboratory for Integrated Geophysical Interpretation Theory of the Ministry for Land and Resources of China-Laboratory for Wave Theory and Imaging Technology, Jilin University, Changchun 130026, China
  • Received:2009-06-11 Online:2010-03-26 Published:2010-03-26

摘要:

研究起伏地表对视电阻率分布的影响是进行地形校正的基础。由于很难处理不规则边界,计算简洁且效率高的有限差分方法很少用于解决起伏地表问题。为了解决该问题,引入曲化平思想,实现了一种基于坐标变换法的起伏地表条件下的直流电场数值模拟方法。方法从传统的2.5维基本方程及边界条件出发,通过坐标变换将起伏地表问题转化为水平地表问题,并利用有限差分法求解水平地表问题,最后再通过坐标映射得到起伏地表条件下的电位和视电阻率分布。精度分析及计算实例表明:本方法实现简洁,计算误差主要集中在震源附近,整个计算区域内的平均相对误差为1.39%,计算结果满足起伏地表条件下的电位和视电阻率的分布规律。

关键词: 2.5维, 起伏地表, 直流电场, 坐标变换, 有限差分法

Abstract:

Research for the distribution characteristics of apparent resistivity including surface topography is the basis of topographic correction. For the difficulty of dealing with the irregular boundary, the finite-difference method, a concise and efficient method, is seldom used to solve the surface topography problem. For the sake of solving this problem, we introduced a method to transform the surface topography into horizontal topography and that realizes a new numerical modeling method for 2.5-D DC electric field base on coordinate transformation and finite-difference method. We firstly transformed the basic equations and boundary conditions of DC electric field by coordinate transformation, and then did the numerical analysis in computation space by finite-difference method. Finally, we transformed the computation results from computation space to surface topography space by the same coordinate mapping. Accuracy analysis and numerical tests show that the new method is concise, the computation error congregates around the source and the average relative error is 1.39%. The computation results are also able to meet the distribution characteristics of DC electric field and apparent resistivity including surface topography.

Key words: 2.5-D, surface topography, DC electric field, coordinate transformation, finite difference method

中图分类号: 

  • P631.3
[1] 杨海燕, 岳建华, 徐正玉, 张华, 姜志海. 覆盖层影响下典型地-井模型瞬变电磁法正演[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(5): 1527-1537.
[2] 李庆洋, 李振春, 黄建平, 李娜, 苏在荣. 基于贴体全交错网格的起伏地表正演模拟影响因素[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(3): 920-929.
[3] 郭振波,李振春. 起伏地表条件下频率-空间域声波介质正演模拟[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2014, 44(2): 683-693.
[4] 巩向博,吕庆田,韩立国,谭尘青. 起伏地表地震波场角度域照明分析[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2013, 43(2): 610-615.
[5] 周晓华, 陈祖斌, 曾晓献, 焦健. 交错网格有限差分法模拟微动信号[J]. J4, 2012, 42(3): 852-857.
[6] 周辉, 谢春临, 王尚旭, 李国发. 复杂地表地震资料叠前深度偏移成像[J]. J4, 2012, 42(1): 262-268.
[7] 孟庆生, 樊玉清, 张珂, 张盟. 高阶有限差分法管波传播数值模拟[J]. J4, 2011, 41(1): 292-298.
[8] 刘四新, 周俊峰, 吴俊军, 曾昭发, 万洪祥. 金属矿钻孔雷达探测的数值模拟[J]. J4, 2010, 40(6): 1479-1484.
[9] 杨昊, 孙建国, 韩复兴, 马淑芳. 基于完全三叉树堆排序的波前扩展有限差分地震波走时快速算法[J]. J4, 2010, 40(1): 188-194.
[10] 张金会, 孙建国. 三维直流电场积分方程中奇异性的近似处理[J]. J4, 2009, 39(5): 923-928.
[11] 孙章庆, 孙建国, 张东良. 二维起伏地表条件下坐标变换法直流电场数值模拟[J]. J4, 2009, 39(3): 528-534.
[12] 杨海燕,岳建华. 巷道影响下三维全空间瞬变电磁法响应特征[J]. J4, 2008, 38(1): 129-0134.
[13] 王海燕,高 锐,薛爱民,赵玉莲,王丽丽. 适用于造山带深地震反射资料的动校正方法[J]. J4, 2006, 36(04): 622-626.
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