[發(fā)明專利]一種虛擬時域有限差分的瞬變電磁發(fā)射源加載方法

在審

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• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107422387A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設計）人: 嵇艷鞠;呼彥樸;吳燕琪
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08;G01V3/38
• 代理公司: 長春市恒譽專利代理事務所(普通合伙)22212
• 代理人: 鞠傳龍

1.一種虛擬時域有限差分的瞬變電磁發(fā)射源加載方法，其特征在于：其方法如下所述：

步驟一、基于波場變換技術，先獲得擴散場的麥克斯韋方程組的雙曲表達形式，構造虛擬介電常數，定義虛擬波動場和擴散場的角頻率關系，采用傅里葉變換得到了虛擬波動場中的控制方程表達式；

步驟二、基于時域有限差分方法，采用三維Yee氏網格對計算區(qū)域進行空間上的離散，根據時域有限差分數值計算的穩(wěn)定性條件，確定時間步長，對各個網格進行電性參數的設置和賦值；

步驟三、在虛擬波動場中，選用一階高斯脈沖的導數作為虛擬發(fā)射源的信號，根據不同的瞬變電磁工作裝置，對發(fā)射回線或者接地導線，進行電偶極子離散，采用軟源和電偶極子疊加的方式對瞬變電磁發(fā)射裝置在有限差分網格上進行模擬；

步驟四、對虛擬發(fā)射源信號進行參數設置，進行三維模型的電場和磁場的迭代計算，加載邊界條件，完成虛擬波動場中時間域的電磁場數值計算；

步驟五、計算結束后，采用類傅里葉變換，將虛擬波動場中的電磁響應結果以及虛擬發(fā)射源信號恢復到真實的擴散場頻率域；

步驟六、在真實的擴散場頻率域中，根據數值信號處理原理，求得格林函數，對格林函數進行環(huán)路或者線性積分，得到電磁數值模擬的脈沖響應；

步驟七、對電磁數值模擬的脈沖響應進行頻譜構造，進行常規(guī)的傅里葉變換，就得到了瞬變電磁數值模擬結果。

2.根據權利要求1所述的一種虛擬時域有限差分的瞬變電磁發(fā)射源加載方法，其特征在于：所述的步驟一中，根據波場變換理論，通過構造虛擬介電常數，如式(1)所示，定義虛擬波動場和擴散場的角頻率對應關系，如式(2)所示，利用傅里葉變換得到了虛擬波動場中的控制方程，如式(3)和(4)所示：

σ(x)＝2ω₀ε'(x)(1)

ω′=(i+1)ωω0---(2)]]>

-▿×H′(x,t′)+ϵ′(x)∂t′E′(x,t′)=-J′(x,t′)---(3)]]>

▿×E′(x,t′)+μ∂t′H′(x,t′)=-K′(x,t′)---(4)]]>

σ表示的是電導率，在各向同性介質中被認為是個標量常數，ω是真實擴散場中的角頻率，ω₀是一個比例伸縮系數，ω'是虛擬波動場中的角頻率，E'(t)和H'(t)分別表示虛擬波動場中的電場和磁場分量，J'(t)和K'(t)分別表示的是虛擬波動場中的電流源和磁流源。