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
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