吉林大学学报(工学版) ›› 2016, Vol. 46 ›› Issue (2): 609-615.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201602040

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基于Hammer积分的三维地面磁共振高精度正演方法

林君1, 赵越1, 2, 蒋川东1, 李同1, 刘孝男3   

  1. 1.吉林大学 仪器科学与电气工程学院, 长春 130026;
    2.吉林建筑大学 计算机科学与工程学院, 长春 130118;
    3.中国信息安全测评中心, 北京 100085
  • 收稿日期:2014-10-22 出版日期:2016-02-20 发布日期:2016-02-20
  • 通讯作者: 蒋川东(1984-),男,讲师,博士.研究方向:核磁共振地下水探测方法和仪器.E-mail:chuandongjiang@gmail.com E-mail:lin_jun@jlu.edu.cn
  • 作者简介:林君(1954-),男,教授,博士生导师.研究方向:地球物理探测技术及仪器.E-mail:lin_jun@jlu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家重大科学仪器设备开发和应用专项项目(2011YQ030133); 中国博士后科学基金面上项目(2014M551187); 吉林省青年科研基金项目(20140520130JH)

Three-dimensional forward modeling with high precision for underground MRS based on Hammer integration

LIN Jun1, ZHAO Yue1, 2, JIANG Chuan-dong1, LI Tong1, LIU Xiao-nan3   

  1. 1.College of Instrumentation and Electrical Engineering, Jilin University, Changchun 130026, China;
    2.Institute of Computer Science and Engineering, Jilin Jianzhu University, Changchun 130118, China;
    3.China Information Technology Security Evaluation Center, Beijing 100085, China
  • Received:2014-10-22 Online:2016-02-20 Published:2016-02-20

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摘要： 为满足三维地面磁共振正演计算的精度要求,本文提出了基于非结构不均匀四面体网格的Hammer积分算法.首先利用有限元方法实现了对地下空间的三维磁场计算,完成了地面磁共振灵敏度核函数表达式的推导.针对现有地面磁共振正演方法中常规网格尺寸大,计算精度差,细化网格尺寸小,但是数量大的问题,应用Hammer积分在常规网格中完成核函数的高精度计算.三维核函数和3个含水模型的正演仿真实验表明:基于Hammer积分的地面磁共振正演方法具有网格少,计算节点少,积分精度高的特点,能够高效解决核函数的正演计算问题.

关键词: 仪器仪表技术, Hammer积分, 地面磁共振, 高精度, 正演, 核函数

Abstract: To meet the accuracy requirement of surface three-dimensional (3D) Magnetic Resonance Spectroscopy (MRS) forward modeling. Hammer integration algorithm was proposed based on unstructured non-uniform tetrahedral mesh. First, finite element method was used to calculate the 3D magnetic field in the subsurface, and the sensitivity kernel expression was deduced. Then, to overcome the shortcoming of conventional mesh grid, that the precision becomes poor as grid size is large, while smaller grid size leads to enormous calculation task, Hammer integration was applied to calculate the kernel function with conventional grid. Synthetic results including 3D kernel function and aquifer models show that, using Hammer integration, higher precision can be achieved with fewer grids and nodes. The forward model can be calculated efficiently.

Key words: technology of instrument and meter, Hammer integration, surface MRS, high precision, forward modeling, kernel function

中图分类号: 

  • TH762
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