[發明專利]任意磁化率分布復雜磁性體磁場梯度張量數值模擬方法

有效

• 申請號: 201611093620.X
• 申請日: 2016-12-02
• 公開（公告）號: CN106777598B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 陳龍偉;張錢江;強建科;戴世坤
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 11429 北京中濟緯天專利代理有限公司
• 代理人: 陳立新

1.一種任意磁化率分布復雜磁性體磁場梯度張量數值模擬方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S100：建立包含目標區域的棱柱體模型，將所述棱柱體模型剖分為多個棱柱體，對各所述棱柱體設置磁化率，并計算各所述棱柱體的磁化強度得到組合棱柱體模型；

步驟S200：按公式(5)采用二維離散卷積法計算各層棱柱體的磁場梯度張量

其中，表示第r層棱柱體在高度面z₀產生的磁場梯度張量r＝1,2,…,L，m_x(ξ_p,η_q,ζ_r)為坐標為(ξ_p,η_q,ζ_r)的棱柱體在x方向的磁化強度分量、m_y(ξ_p,η_q,ζ_r)為坐標為(ξ_p,η_q,ζ_r)的棱柱體在y方向的磁化強度分量，m_z(ξ_p,η_q,ζ_r)為坐標為(ξ_p,η_q,ζ_r)的棱柱體在z方向的磁化強度分量，h_xz(x_m-ξ_p,y_n-η_q,z₀-ζ_r)為磁化強度XZ分量的加權系數、h_yz(x_m-ξ_p,y_n-η_q,z₀-ζ_r)為磁化強度YZ分量的加權系數、h_zz(x_m-ξ_p,y_n-η_q,z₀-ζ_r)為磁化強度ZZ分量的加權系數，M為目標區域x方向棱柱體的剖分個數，N為目標區域y方向棱柱體的剖分個數；

步驟S300：按公式(16)累加各層棱柱體的磁場梯度張量得到組合棱柱體模型的模擬磁場梯度張量

其中，L表示目標區域z方向棱柱體剖分個數，

其中所述加權系數按公式(6)～(8)計算：

其中，(x_m,y_n,z₀)為觀測點坐標，z₀為常值；x₁＝ξ_p-0.5Δx-x_m，x₂＝ξ_p+0.5Δx-x_m，y₁＝η_q-0.5Δy-y_n，y₂＝η_q+0.5Δy-y_n，z₁＝ζ_r-0.5Δz-z₀，z₂＝ζ_r+0.5Δz-z₀，μ_ijk＝(-1)ⁱ(-1)^j(-1)^k，i＝1,2，j＝1,2，k＝1,2。

2.根據權利要求1所述的任意磁化率分布復雜磁性體磁場梯度張量數值模擬方法，其特征在于，所述棱柱體模型為規則棱柱型。

3.根據權利要求1所述的任意磁化率分布復雜磁性體磁場梯度張量數值模擬方法，其特征在于，根據目標區域的磁化率分布將每個所述棱柱體的磁化率設置為常值，并將位于所述目標區域空氣部分的所述棱柱體的磁化率設為零。

4.根據權利要求1所述的任意磁化率分布復雜磁性體磁場梯度張量數值模擬方法，其特征在于，所述棱柱體磁場強度的計算方法包括以下步驟：

步驟S110：根據地球主磁場模型IGRF，計算所述棱柱體中心點的地球主磁場X軸的分量T_x(ξ_p,η_q,ζ_r)、Y軸的分量T_y(ξ_p,η_q,ζ_r)、Z軸的分量T_z(ξ_p,η_q,ζ_r)；

步驟S120：按式(1)(2)(3)計算磁化強度

m_x(ξ_p,η_q,ζ_r)＝χ(ξ_p,η_q,ζ_r)T_x(ξ_p,η_q,ζ_r) (1)

m_y(ξ_p,η_q,ζ_r)＝χ(ξ_p,η_q,ζ_r)T_y(ξ_p,η_q,ζ_r) (2)

m_z(ξ_p,η_q,ζ_r)＝χ(ξ_p,η_q,ζ_r)T_z(ξ_p,η_q,ζ_r) (3)

其中，(ξ_p,η_q,ζ_r)表示目標區域中編號為(p,q,r)的棱柱體幾何中心坐標，χ(ξ_p,η_q,ζ_r)表示該棱柱體的磁化率值，T_x(ξ_p,η_q,ζ_r)表示(ξ_p,η_q,ζ_r)處地球主磁場的X軸上的分量、T_y(ξ_p,η_q,ζ_r)表示(ξ_p,η_q,ζ_r)處地球主磁場的Y軸上的分量、T_z(ξ_p,η_q,ζ_r)表示(ξ_p,η_q,ζ_r)處地球主磁場的Z軸上的分量，m_x(ξ_p,η_q,ζ_r)表示(ξ_p,η_q,ζ_r)處磁化強度的X軸上的分量，m_y(ξ_p,η_q,ζ_r)處磁化強度的Y軸上的分量、m_z(ξ_p,η_q,ζ_r)處磁化強度的Z軸上的分量。