回线源半航空瞬变电磁响应规律研究

作者： 李阳阳   孙怀凤   杨静   叶琼瑶   陈成栋   张诺亚   杨洋   来源： 煤炭学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 半航空瞬变电磁   响应规律   三维正演  

描述： 通过在地面布设回线源进行瞬变电磁信号激发，在空中使用无人机吊载接收线圈获取瞬变电磁衰减信号，实现半航空瞬变电磁探测。然而，半航空瞬变电磁相对于传统的地面瞬变电磁存在飞行高度，接收偏移距等诸多因素的影响。针对上述问题，基于三维时域有限差分方法，研究了地面回线源发射、无人机空中接收的半航空瞬变电磁三维正演响应规律。首先采用均匀半空间模型和层状模型研究了半航空瞬变电磁场曲线形态特征，研究均匀半空间和层状模型在不同接收高度、偏移距下衰减电压曲线，发现均匀半空间模型衰减电压受接收高度的影响主要集中在早期，到晚期趋于重合；随着电阻率值的增大衰减电压曲线幅值降低；随着偏移距的增大衰减电压曲线幅值逐渐降低，且对于偏移距的响应主要集中在早期。对于层状模型，发现半航空瞬变电磁可以有效识别地层电阻率变化。最后，通过研究三维地电模型的半航空瞬变电磁响应，分别设计低阻异常A模型、低阻异常B模型、混合低阻异常模型、高阻-低阻异常模型四种模型，改变半航空瞬变电磁的接受高度、异常体的尺寸、异常体的埋深、不同的偏移距，发现半航空瞬变电磁电压响应曲线受接收高度的影响主要集中在早期，到晚期衰减电压曲线趋于重合；但在异常体相对浅埋的情况下，对于异常体埋置深度的响应不太明显；而对于偏移距的响应与接收高度的影响相似，均集中在衰减电压曲线的早期。

半航空瞬变电磁探测能力及影响因素研究

作者： 朱文杰   刘丽华   柯振   姜龙斌   晏使楚   刘小军   来源： 电子测量技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 响应特征   半航空瞬变电磁   中心回线   三维正演  

描述： 半航空瞬变电磁法通过在地面布设发射源，在空中使用无人机搭载接收线圈获取二次场信号实现对地下结构的探测，然而在实际应用过程中其探测能力会受到接收高度、水平偏移距等因素的影响。针对这一问题，开展半航空瞬变电磁响应空间分布特征研究。首先通过均匀大地模型和层状大地模型的正演计算，采用控制变量的方法分析不同因素对半航空瞬变电磁响应的影响；其次通过含异常体模型的正演计算，分析异常体埋深、电阻率等参数等对半航空瞬变电磁勘探地下目标体能力的影响。研究结果表明，接收高度和水平偏移距对半航空瞬变电磁响应的影响主要集中在早期，随着接收高度或者水平偏移距的增加，早期垂直感应电动势幅值逐渐降低，且回线源外响应出现极性反转现象；半航空瞬变电磁响应曲线在不同电阻率地层中表现出不同的衰减速率，这表明其对地层电阻率变化有着较好的识别作用；半航空瞬变电磁响应曲线中可以体现出地下目标体的埋深及电阻率变化，证明了半航空瞬变电磁对不同异常体的分辨能力。

接地长导线源半航空瞬变电磁三维有限体积正演

作者： 杨静   姜晓腾   杨洋   孙怀凤   来源： 地球物理学进展 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 半航空   有限体积法   瞬变电磁   三维正演  

描述： 基于有限体积法开发了长导线源半航空瞬变电磁三维正演方法.首先将均匀半空间产生的背景场和异常体产生的异常场进行电磁场分离，可获得双旋度方程，后采用有限体积法在控制体积内进行积分，可得到控制方程，对该控制方程采用交错网格离散，时间离散采用后向欧拉离散，离散后形成半航空瞬变电磁三方向离散方程，系数矩阵根据Yee网格尺寸和控制体积尺寸进行计算，根据时频转换可得到接地长导线源半航空瞬变电磁背景场，选用PARDISO直接求解器对方程进行求解，其中迭代时间步长逐渐递增，以降低时间步长对正演效率的制约，任意点电磁场采用对角体积加权平均的方法进行插值.最后，选用均匀半空间模型和层状模型进行精度验证，并采用山峰、山谷、山峰山谷混合三类模型分析了接地长导线源半航空瞬变电磁的响应规律，结果显示开发的程序可用于半航空瞬变电磁勘探，可为半航空瞬变电磁数据解释的发展提供理论指导.

接地源半航空瞬变电磁三维正演研究

作者： 张军   孙怀凤   杨洋   来源： 2018年中国地球科学联合学术年会 年份： 2018 文献类型 ： 会议论文 关键词： 半航空瞬变电磁   一次场   三维正演  

描述： 接地源半航空瞬变电磁三维正演研究

回线源半航空瞬变电磁三维正演研究

作者： 李阳阳   孙怀凤   杨洋   来源： 2018年中国地球科学联合学术年会 年份： 2018 文献类型 ： 会议论文 关键词： 回线源   半航空瞬变电磁   三维正演  

描述： 回线源半航空瞬变电磁三维正演研究

时间域航空电磁各向异性大地三维自适应有限元正演研究

作者： 齐彦福   李貅   殷长春   戚志鹏   周建美   孙乃泉   刘云鹤   张博   来源： 地球物理学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 时间域航空电磁   异常识别   各向异性   自适应有限元   三维正演  

描述： 各向异性介质模型电性结构复杂,如何进行合理的网格剖分成为获得高精度正演结果的关键,为此本文开展时间域航空电磁各向异性大地三维自适应有限元正演算法研究.通过结合非结构时间域有限元算法和自适应网格优化技术,实现各向异性介质条件下三维时间域航空电磁自适应正演.考虑到时间域航空电磁响应随时间的衰减特性,为了综合评价不同时刻的后验误差,本文将时间作为加权因子,调整各个时刻后验误差的相对权重,进而实现对浅部和深部网格的同步优化.通过与一维解析结果进行对比验证了本文算法的可靠性.数值实验结果显示电导率各向异性对自适应网格影响严重,其最大主轴电导率的数值及其分布特征直接决定了网格加密效果.此外,各向异性对时间域航空电磁三分量响应的分布形态和异常幅值也会产生严重影响,利用全域视电阻率极性图,可以很好地识别各向异性主轴方向.

三维时间域航空电磁有理Krylov正演研究

作者： 邱长凯   殷长春   刘云鹤   张博   任秀艳   齐彦福   蔡晶   来源： 地球物理学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 时间域   有理Krylov方法   航空电磁   有限元法   三维正演  

描述： 常规的三维时间域航空电磁模拟通常采用隐式步长方法进行时间离散,需要几次矩阵分解和上百次右端源项回带,计算效率较低.为了提高正演计算效率,本文提出使用有理Krylov方法求解时间域电场扩散方程.首先使用非结构四面体网格进行空间离散,采用Nédélec矢量基函数近似四面体单元内的电场;然后基于有限元离散给出矩阵指数和矢量乘积表示的电场显式解;最后采用有理Arnoldi算法构造Krylov子空间内的正交基函数并进一步求解矩阵指数与矢量的乘积,直接得到任意时刻的电场解向量,避免步长离散过程.此外,本文还提出一种指数加权偏移参数优化方法,使得有理Arnoldi近似在瞬变衰减晚期具备更高的精度,从而降低Krylov子空间阶数并提高计算效率.通过和层状模型解析解的对比验证了有理Krylov方法的精度.针对三维异常体模型使用全局网格和局部网格剖分并和其他数值方法比较,进一步说明了有理Krylov方法的有效性.

三维时间域航空电磁有理Krylov正演研究

作者： 邱长凯   殷长春   刘云鹤   张博   任秀艳   齐彦福   蔡晶   来源： 地球物理学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 时间域   有理Krylov方法   航空电磁   有限元法   三维正演  

描述： 常规的三维时间域航空电磁模拟通常采用隐式步长方法进行时间离散,需要几次矩阵分解和上百次右端源项回带,计算效率较低.为了提高正演计算效率,本文提出使用有理Krylov方法求解时间域电场扩散方程.首先使用非结构四面体网格进行空间离散,采用Nédélec矢量基函数近似四面体单元内的电场;然后基于有限元离散给出矩阵指数和矢量乘积表示的电场显式解;最后采用有理Arnoldi算法构造Krylov子空间内的正交基函数并进一步求解矩阵指数与矢量的乘积,直接得到任意时刻的电场解向量,避免步长离散过程.此外,本文还提出一种指数加权偏移参数优化方法,使得有理Arnoldi近似在瞬变衰减晚期具备更高的精度,从而降低Krylov子空间阶数并提高计算效率.通过和层状模型解析解的对比验证了有理Krylov方法的精度.针对三维异常体模型使用全局网格和局部网格剖分并和其他数值方法比较,进一步说明了有理Krylov方法的有效性.

区域性航空枢纽客货运集散体系规划

作者： 杨涛   陈明涛   鲍春   来源： 交通与运输 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 时间域   有理Krylov方法   航空电磁   有限元法   三维正演  

描述： 为给区域性航空枢纽规划、航空枢纽客货运集散体系设计及研究提供借鉴。以南宁吴圩国际机场为例,在对吴圩国际机场进行规划定位和交通需求分析的基础上,深入剖析了吴圩机场集疏运体系存在问题,并以问题为导向,研究机场对外衔接、机场与市区一体化、机场与空港经济区三个服务圈层的快速客货运集散体系。结合吴圩国际机场实例深入探究了客货运集散体系建设方法,针对市域层面对外交通衔接、机场与中心城联系层面以及机场所在空港经济区层面,提出不同通道的建设方案,切实解决机场对外、对内衔接存在的问题,有效提升机场客货运集散体系。

时间域航空电磁各向异性大地三维自适应有限元正演研究

作者： 齐彦福   李貅   殷长春   戚志鹏   周建美   孙乃泉   刘云鹤   张博   来源： 地球物理学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 时间域航空电磁   异常识别   各向异性   自适应有限元   三维正演  

描述： 各向异性介质模型电性结构复杂,如何进行合理的网格剖分成为获得高精度正演结果的关键,为此本文开展时间域航空电磁各向异性大地三维自适应有限元正演算法研究.通过结合非结构时间域有限元算法和自适应网格优化技术,实现各向异性介质条件下三维时间域航空电磁自适应正演.考虑到时间域航空电磁响应随时间的衰减特性,为了综合评价不同时刻的后验误差,本文将时间作为加权因子,调整各个时刻后验误差的相对权重,进而实现对浅部和深部网格的同步优化.通过与一维解析结果进行对比验证了本文算法的可靠性.数值实验结果显示电导率各向异性对自适应网格影响严重,其最大主轴电导率的数值及其分布特征直接决定了网格加密效果.此外,各向异性对时间域航空电磁三分量响应的分布形态和异常幅值也会产生严重影响,利用全域视电阻率极性图,可以很好地识别各向异性主轴方向.