复杂地电模型瞬变电磁三维正演中的建模研究

论文摘要

现实中,地质异常体的空间分布形态异常复杂,在瞬变电磁数值模拟过程中,限于建模水平,往往用规则的球体、柱体、正方体等简单模型来代替复杂的实际地电模型,由此导致数值模拟结果与实际地电模型真正的瞬变电磁场响应特征存在较大偏差,影响资料解释的可靠性。为了解决复杂地电模型瞬变电磁数值模拟问题,本文基于多种建模平台,建立复杂地电模型。同时为避免对大量空间数据进行繁琐的手工处理,本文定义一系列瞬变电磁观测系统文件,并通过程序开发快速获得地电模型的点、线、面等空间组合信息,与观测系统的空间信息相融合,根据Delaunay四面体剖分原理对融合后的模型进行剖分,获得非结构化网格离散空间,最终采用矢量有限元法实现了复杂地电模型的瞬变电磁法三维正演模拟。本文通过设置不同网格剖分参数以探究网格剖分质量对瞬变电磁三维正演精度的影响。优化网格剖分质量的方式包括设置合理的四面体最小二面角,最大半径-边比例,特定区域的体积约束大小。结果表明,以上因素均会对正演模拟精度产生一定影响。同时考虑到网格质量优化带来的计算负载的增大,如何平衡计算精度与计算效率是复杂模型瞬变电磁三维正演过程中非常重要的一环。最后建立陷落柱、岩溶发育区、断层破碎带、双重逆冲构造、三维巷道采空区、海相火山岩型矿床模型等多种复杂地电模型,并进行基于矢量有限元的瞬变电磁三维正演模拟,分别研究其响应特征。以实例证明复杂地电模型的建立与正演模拟可以实现,且可以促进瞬变电磁三维正演在生产实践中的应用。该论文有图57幅,表9个,参考文献101篇。

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致谢

摘要

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变量注释表

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容

2 复杂三维模型建模与自适应网格剖分理论与方法

2.1 三维建模理论

2.2 瞬变电磁三维正演观测系统的建立

2.3 基于Tetgen的自适应网格剖分研究

2.4 三维建模与网格剖分中的难点

2.5 本章小结

3 网格剖分质量对瞬变电磁三维正演的影响

3.1 矢量有限元理论与算法验证

3.2 不同因素下剖分网格质量对计算精度的影响研究

3.3 本章小结

4 复杂地电模型的瞬变电磁三维正演响应研究

4.1 基于平移算法的全区视电阻率定义

4.2 模型边界不同时的正演响应研究

4.3 复杂岩溶发育区

4.4 断层破碎带

4.5 双重逆冲构造

4.6 三维巷道模型

4.7 海相火山岩型矿床模型

4.8 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 未来展望

参考文献

作者简历

学位论文数据集

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 臧公瑾

导师: 姜志海

关键词: 三维建模,瞬变电磁,网格剖分,非结构化

来源: 中国矿业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,地球物理学,矿业工程

单位: 中国矿业大学

分类号: P631.325

DOI: 10.27623/d.cnki.gzkyu.2019.000068

总页数: 86

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