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一种电偶极源多频三维有限元数值模拟方法技术

技术编号:26259718 阅读:50 留言:0更新日期:2020-11-06 17:54
本发明专利技术涉及一种电偶极源多频三维有限元数值模拟方法,用六面体单元,对研究区域进行网格剖分,为有限元计算提供前期数据准备;然后基于电场矢量的双旋度方程,采用变分法推导有限元方程积分弱解形式,通过双线性插值进行单元分析;再组装整体刚度矩阵,采用稀疏存储模式的方法存储刚度矩阵的非零元素,通过链表数据格式,形成大型稀疏复系数方程组并进行预处理,形成关于频率ω的电场方程;采用基于Krylov子空间投影的模型降阶方法求解方程,得到电场有限元数值解。该方法从基于电场的有限元公式出发,对大型稀疏方程组进行变换,把电场转换为频率的函数,通过一次矩阵分解,多次回代即可实现多频可控源有限元的快速求解,大大提高计算效率。

【技术实现步骤摘要】
一种电偶极源多频三维有限元数值模拟方法
本专利技术涉及一种频率域可控源电磁法,是一种通过发射多个频率的谐波,对地下不同深度介质进行探测的一种主动源方法,具体为一种电偶极源多频三维有限元数值模拟方法。
技术介绍
可控源电磁法克服了大地电磁场源信号微弱难以观测的缺点,抗干扰能力大大增强,在矿产资源、天然气、地热、水文工程、环境保护、煤田采空区富水性调查等各个方面得到了广泛的应用,成为一种重要的地球物理勘探技术。可控源电磁法常采用接地电偶极子作为发射源,通过发射一系列不同的频率电磁波,在远区观测相互正交的电磁场分量,沿用大地电磁测深中卡尼亚电阻率的计算公式,达到电磁测深的目的。随着科技的进步和计算机技术的发展,可控源电磁法正反演已经从一维、2.5维过渡到三维发展阶段.由于地下介质从严格意义上讲是三维空间体,加之电法的勘探具有体积效应,因此,三维的高精度高效率正反演是现阶段主要的研究方向。正演是反演的基础,只有实现高效快速的正演算法,反演才能真正走向实用化。三维正演主要以数值计算方法为主,目前应用于频域电磁的三维数值模拟方法主要是有限体积法,有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电偶极源多频三维有限元数值模拟方法,其特征在于,按下列步骤进行:/n第一步,采用六面体单元剖分方法,对研究区域进行网格剖分,为有限元计算提供前期数据准备;/n第二步,基于电场矢量的双旋度方程,采用变分法推导有限元方程积分弱解形式,采用六面体双线性插值方法,进行单元分析;/n

【技术特征摘要】
1.一种电偶极源多频三维有限元数值模拟方法,其特征在于,按下列步骤进行:
第一步,采用六面体单元剖分方法,对研究区域进行网格剖分,为有限元计算提供前期数据准备;
第二步,基于电场矢量的双旋度方程,采用变分法推导有限元方程积分弱解形式,采用六面体双线性插值方法,进行单元分析;



其中,E是电场矢量,k是准静态极限下的波数,ω是角频率,μ是磁导率,是源电流密度;
第三步,组装整体刚度矩阵,采用稀疏存储模式的方法存储刚度矩阵的非零元素...

【专利技术属性】
技术研发人员:张继锋刘寄仁冯兵
申请(专利权)人:长安大学
类型:发明
国别省市:陕西;61

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