J4 ›› 2009, Vol. 39 ›› Issue (5): 929-935.

• 地球探测与信息技术 • 上一篇    下一篇

基于二次插值的线源可控源有限元数值模拟

张继锋1,2, 汤井田2, 喻言3, 刘长生2,4   

  1. 1.长安大学 地质工程与测绘学院| 西安 710054;2.中南大学 信息物理工程学院| 长沙 410083;3.武汉理工大学 土木工程与建筑学院| 武汉 430070;4.长沙航空职业技术学院|长沙 410014
  • 收稿日期:2009-02-26 出版日期:2009-09-26 发布日期:2009-09-26
  • 通讯作者: 汤井田(1965-),男,江苏连云港人,教授,博士生导师,主要从事电磁场数值计算及工程地球物理勘察技术研究 E-mail:jttang@mail.csu.edu.cn
  • 作者简介:张继锋(1978-)|男|陕西蒲城人|博士研究生|主要从 事电磁场有限元数值模拟及反演成像技术研究|E-mail:zjf0201@126.com
  • 基金资助:

    国家“863”计划项目(2007AA060601);国家自然科学基金项目(40874072);湖南省科技计划项目(2008FJ4181)

Finite Element Numerical Simulation on Line Controlled Source Based on Quadratic Interpolation

ZHANG Ji-feng1,2, TANG Jing-tian2, YU Yan3, LIU Chang-sheng2,4   

  1. 1.College of Geology Engineering and Geomatics, Chang’an University, Xi’an 710054, China;2.School of Info-physics and Geomatics Engineering| Central South University, Changsha 410083, China;3.School of Civil Engineering and Architecture, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China;4.Changsha Aeronautical Vocational and Technical College, Changsha 410014, China
  • Received:2009-02-26 Online:2009-09-26 Published:2009-09-26

摘要:

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。

关键词: 二次插值, 有限元, 数值模拟, 可控源电磁法

Abstract:

Under the quasi-static conditions, finite element numerical simulation of 2D line source boundary value problem was performed using rectangular grid unit and dual quadratic function interpolation on the frequency-domain. Under 2D geoelectric conditions, the boundary value problem and variational problems were given, and the finite element method was used for element subdivision, interpolation, integration and general synthesis. By solving the complex equations, the surface apparent resistivity response was obtained. Pseudo-delta function was introduced to simulate line source, weakening singularity of the source. Through comparison with the analytic solution for the earth with uniform and layered media models, the average relative error amount to 0.71% and 1.12% respectively. And the establishment of two abnormal body models was created and numerical simulation shows that the abnormal response is more obvious, and it provided the foundation for three-dimensional controlled-source electromagnetic method of finite element numerical simulation.

Key words: quadratic interpolation, finite element, numerical simulation, controlled source electromagnetic method

中图分类号: 

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