复杂磁性体井中磁场三分量计算方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

复杂磁性体井中磁场三分量计算方法、装置、设备及介质，确定目标区域，构建内部包含所述目标区域的棱柱体模型；对棱柱体模型进行网格剖分，剖分成若干个小棱柱体单元，给每个小棱柱体单元的磁化率赋值；采用三维离散卷积法，计算各小棱柱体单元在井中观测点处产生的井中磁场三分量的各个分量；基于各小棱柱体单元在井中观测点处产生的井中磁场三分量的各个分量，得到整个棱柱体模型在井中观测点处产生的井中磁场三分量。本发明专利技术其能够适应于任意磁化率分布、复杂形状的磁性体井中磁场三分量快速、高精度计算，实现了复杂磁性体井中磁场三分量在计算精度和计算效率上的统一。三分量在计算精度和计算效率上的统一。三分量在计算精度和计算效率上的统一。

【技术实现步骤摘要】
复杂磁性体井中磁场三分量计算方法、装置、设备及介质


[0001]本专利技术属于磁性体磁场数值模拟
，特别涉及一种任意磁化率分布复杂形状磁性体井中磁场三分量计算方法、装置、设备及介质。

技术介绍

[0002]相比地面和航空磁法勘探，井中磁法勘探因距离场源体更近，能更好反映场源体位置等信息。伴随井中磁力观测设备的发展，井中磁场测量日渐成为一种重要的勘探方法。为适应地面
‑
井中磁场三分量数据联合反演需求，井中磁场三分量高效计算成为亟待解决的问题。相比地面和航空磁场三分量计算，因井中观测点位于地下场源内部，场源点与观测点位于同一位置时格林函数是奇异的，严重影响计算精度。
[0003]对于任意磁化率分布、复杂形状的磁性体井中磁场三分量计算，一般采用的计算思路是将地下空间剖分成许多小棱柱体，将小棱柱体产生的磁场进行累加逼近复杂磁性体井中磁场，这种方法的最大缺点是计算速度慢。剖分方式和计算方法共同决定了井中磁场三分量计算的效率和精度。计算效率和计算精度是一对矛盾体，累加方法存在的最大问题是不能同时保证计算效率和计算精度，无法满足地面
‑
井中磁场数据联合反演成像、人机交互建模和解释对计算效率的需求。
[0004]因此，寻找一种计算效率高、同时能保证计算精度的磁性体井中磁场三分量计算方法具有重要的现实意义。

技术实现思路

[0005]针对目前现有磁性体井中磁场三分量计算方法计算精度低的问题，同时考虑满足地面
‑
井中磁场数据联合反演成像、人机交互建模和解释对计算效率的需求，本专利技术提出了复杂磁性体井中磁场三分量计算方法、装置、设备及介质，其能够适应于任意磁化率分布、复杂形状的磁性体井中磁场三分量快速、高精度计算。
[0006]为实现上述技术目的，本专利技术提出的技术方案为：
[0007]一方面，本专利技术提供一种复杂磁性体井中磁场三分量计算方法，包括：
[0008]确定目标区域，构建内部包含所述目标区域的棱柱体模型；对棱柱体模型进行网格剖分，剖分成若干个小棱柱体单元，给每个小棱柱体单元的磁化率赋值；
[0009]采用三维离散卷积法，计算各小棱柱体单元在井中观测点处产生的井中磁场三分量的各个分量；
[0010]基于各小棱柱体单元在井中观测点处产生的井中磁场三分量的各个分量，得到整个棱柱体模型在井中观测点处产生的井中磁场三分量。
[0011]进一步地，本专利技术中目标区域中每个小棱柱体单元的磁化率为常值，不同小棱柱体单元的磁化率取值不同，以此刻画任意磁化率分布、复杂形状的磁性体，位于空气部分的小棱柱体单元的磁化率值设为零，以此刻画起伏地形。
[0012]进一步地，所有小棱柱体单元在井中观测点(x0,y0,z
n
)处产生的井中磁场三分量
包括9个分量，分别是b
x1
(x0,y0,z
n
)、b
x2
(x0,y0,z
n
)、b
x3
(x0,y0,z
n
)、b
y1
(x0,y0,z
n
)、b
y2
(x0,y0,z
n
)、b
y3
(x0,y0,z
n
)、b
z1
(x0,y0,z
n
)、b
z2
(x0,y0,z
n
)和b
z3
(x0,y0,z
n
)，计算公式分别为：
[0013][0014][0015][0016][0017][0018][0019][0020][0021][0022]其中各井中观测点的水平坐标为x0，y0，各井中观测点的垂直坐标为z
n
，n＝1,2,...,N，N为井中观测点个数，p＝1,2,...,P，P为棱柱体模型x方向小棱柱体单元的剖分个数，q＝1,2,...,Q，Q为棱柱体模型y方向小棱柱体单元的剖分个数，r＝1,2,...,R，R为棱柱体模型z方向小棱柱体单元的剖分个数，m
x
(ξ
p
,η
q
,ζ
r
)、m
y
(ξ
p
,η
q
,ζ
r
)和m
z
(ξ
p
,η
q
,ζ
r
)分别表示中心点坐标位置为(ξ
p
,η
q
,ζ
r
)的小棱柱体单元的磁化强度的x分量、y分量和z分量；h1(x0‑
ξ
p
,y0‑
η
q
,z
n
‑
ζ
r
)、h2(x0‑
ξ
p
,y0‑
η
q
,z
n
‑
ζ
r
)、h3(x0‑
ξ
p
,y0‑
η
q
,z
n
‑
ζ
r
)、h4(x0‑
ξ
p
,y0‑
η
q
,z
n
‑
ζ
r
)、h5(x0‑
ξ
p
,y0‑
η
q
,z
n
‑
ζ
r
)、h6(x0‑
ξ
p
,y0‑
η
q
,z
n
‑
ζ
r
)、h7(x0‑
ξ
p
,y0‑
η
q
,z
n
‑
ζ
r
)、h8(x0‑
ξ
p
,y0‑
η
q
,z
n
‑
ζ
r
)、h9(x0‑
ξ
p
,y0‑
η
q
,z
n
‑
ζ
r
)为9个加权系数。
[0023]进一步地，将棱柱体模型中所有小棱柱体单元在井中观测点(x0,y0,z
n
)处产生的井中磁场三分量的各个分量分别进行累加，得到整个棱柱体模型在井中观测点(x0,y0,z
n
)处产生的井中磁场三分量，即
[0024]b
x
(x0,y0,z
n
)＝b
x1
(x0,y0,z
n
)+b
x2
(x0,y0,z
n
)+b
x3
(x0,y0,z
n
)
[0025本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.复杂磁性体井中磁场三分量计算方法，其特征在于，包括：确定目标区域，构建内部包含所述目标区域的棱柱体模型；对棱柱体模型进行网格剖分，剖分成若干个小棱柱体单元，给每个小棱柱体单元的磁化率赋值；采用三维离散卷积法，计算各小棱柱体单元在井中观测点处产生的井中磁场三分量的各个分量；基于各小棱柱体单元在井中观测点处产生的井中磁场三分量的各个分量，得到整个棱柱体模型在井中观测点处产生的井中磁场三分量。2.根据权利要求1所述的复杂磁性体井中磁场三分量计算方法，其特征在于，目标区域中每个小棱柱体单元的磁化率为常值，不同小棱柱体单元的磁化率取值不同，以此刻画任意磁化率分布、复杂形状的磁性体，位于空气部分的小棱柱体单元的磁化率值设为零，以此刻画起伏地形。3.根据权利要求1或2所述的复杂磁性体井中磁场三分量计算方法，其特征在于，所有小棱柱体单元在井中观测点(x0,y0,z
n
)处产生的井中磁场三分量包括9个分量，分别是b
x1
(x0,y0,z
n
)、b
x2
(x0,y0,z
n
)、b
x3
(x0,y0,z
n
)、b
y1
(x0,y0,z
n
)、b
y2
(x0,y0,z
n
)、b
y3
(x0,y0,z
n
)、b
z1
(x0,y0,z
n
)、b
z2
(x0,y0,z
n
)和b
z3
(x0,y0,z
n
)，计算公式分别为：)，计算公式分别为：)，计算公式分别为：)，计算公式分别为：)，计算公式分别为：)，计算公式分别为：)，计算公式分别为：)，计算公式分别为：)，计算公式分别为：其中各井中观测点的水平坐标为x0，y0，各井中观测点的垂直坐标为z
n
，n＝1,2,...,N，N为井中观测点个数，p＝1,2,...,P，P为棱柱体模型x方向小棱柱体单元的剖分个数，q＝1,2,...,Q，Q为棱柱体模型y方向小棱柱体单元的剖分个数，r＝1,2,...,R，R为棱柱体模型z
方向小棱柱体单元的剖分个数，m
x
(ξ
p
,η
q
,ζ
r
)、m
y
(ξ
p
,η
q
,ζ
r
)和m
z
(ξ
p
,η
q
,ζ
r
)分别表示中心点坐标位置为(ξ
p
,η
q
,ζ
r
)的小棱柱体单元的磁化强度的x分量、y分量和z分量；h1(x0‑
ξ
p
,y0‑
η
q
,z
n
‑
ζ
r
)、h2(x0‑
ξ
p
,y0‑
η
q
,z
n
‑
ζ
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)、h3(x0‑
ξ
p
,y0‑
η
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,z
n
‑
ζ
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)、h4(x0‑
ξ
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ζ
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)、h5(x0‑
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p
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ζ
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)、h6(x0‑
ξ
p
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η
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n
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ζ
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)、h7(x0‑
ξ
p
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η
q
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n
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ζ
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)、h8(x0‑
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p
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η
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n
‑
ζ
r
)、h9(x0‑
ξ
p
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η
q
,z
n
‑
ζ
r
)为9个加权系数。4.根据权利要求3所述的复杂磁性体井中磁场三分量计算方法，其特征在于，中心点坐标位置为(ξ
p
,η
q
,ζ
r
)的小棱柱体单元的磁化强度的x分量m
x
(ξ
p
,η
q
,ζ
r
)、y分量m
y
(ξ
p
,η
q
,ζ
r
)和z分量m
z
(ξ
p
,η
q
,ζ
r
)，通过以下步骤计算得到：根据地球主磁场模型IGRF，计算中心点坐标位置为(ξ
p
,η
q
,ζ
r
)的小棱柱体单元的地球主磁场的x分量T
x
(ξ
p
,η
q
,ζ
r
)、y分量T
y
(ξ
p
,η
q
,ζ
r
)和z分量T
z
(ξ
p
,η
q
,ζ
r
)；根据中心点坐标位置为(ξ
p
,η
q
,ζ
r
)的小棱柱体单元的磁化率κ(ξ
p
,η
q
,ζ
r
)，计算中心点坐标位置为(ξ
p
,η
q
,ζ
r
)的小棱柱体单元的磁化强度的x分量m
x
(ξ
p
,η
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r
)、y分量m
y
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)和z分量m
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)：m
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)＝κ(ξ
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·
T
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)m
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)＝κ(ξ
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)m
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q
,ζ
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)＝κ(ξ
p
,η
q
,ζ
r
)
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(ξ
p
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q
,ζ
r
)。5.根据权利要求3所述的复杂磁性体井中磁场三分量计算方法，其特征在于，加权系数h1(x0‑
ξ
p
,y0‑
η
q
,z
n
‑
ζ
r
)、h2(x0‑
ξ
p
,y0‑
η
q
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈龙伟，陈欣，吕玉增，张钱江，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：