[發明專利]基于任意偶極-偶極裝置的直流激電法三維數值模擬方法

有效

• 申請號: 201710913597.2
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107742015B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 張錢江;戴世坤;陳龍偉;強建科;李昆;趙東東
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G01V3/08;G06F111/10
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠;米中業

1.一種基于任意偶極-偶極裝置的直流激電法三維數值模擬方法，包括如下步驟：

S1.采用三維直流激電任意偶極-偶極裝置對待測區域進行全區觀測，從而獲得待測區域測點的水平電場和

S2.根據步驟S1得到的待測區域測點的水平電場和計算得到實測數據電阻率合成電場和激發極化合成電場

S3.計算步驟S2得到的實測數據的歸一化背景電場并計算實測數據歸一化傳輸函數和極化率歸一化傳輸函數具體為采用如下步驟計算：

A.選取計算歸一化背景場的電阻率模型；

B.采用網絡加密-收縮算法對步驟A選定的電阻率模型進行網格離散，從而提升歸一化背景場的計算精度和效率；

C.根據步驟B對背景場電阻率模型進行網格離散后，按照野外觀測系統參數進行有限單元法數值模擬，計算得到實測數據歸一化背景合成電場并計算實測數據電阻率歸一化傳輸函數和極化率歸一化傳輸函數具體采用如下算式進行計算：

S4.根據步驟S1中觀測系統參數對理論模型進行有限元數值模擬，獲得理論模型測點電阻率合成電場和激發極化合成電場具體為采用如下步驟進行計算：

a.設計電阻率模型和極化率模型，并采用結構化網格對模型進行離散；

b.按照步驟a對模型離散后，根據野外觀測系統參數采用有限單元法求解三維直流激電微分方程組，計算出模型中每個節點的電位值；

c.根據步驟b得到的每個節點的電位值，可以得到每個測點的電位值U，然后采用下式計算得到測點水平電場分量和

E＝-▽U

式中▽為梯度運算；

d.根據步驟c計算得到的水平電場分量計算理論模型電阻率合成電場和激發極化合成電場具體為采用如下算式進行計算：

S5.根據步驟S3中的背景場電阻率模型和步驟S4中的采用結構化網格對模型進行離散的方法，計算理論模型歸一化背景電場

S6.計算理論模型電阻率歸一化傳輸函數和極化率歸一化傳輸函數從而獲得了實測數據和理論模型歸一化傳輸函數，為三維直流激電歸一化傳輸函數數據的反演提供條件。

2.根據權利要求1所述的基于任意偶極-偶極裝置的直流激電法三維數值模擬方法，其特征在于步驟S1所述的采用三維直流激電任意偶極-偶極裝置對待測區域進行全區觀測，具體為采用如下規則進行全區觀測：

R1.發電電極和測量電極分開；

R2.發射電極為偶極裝置，在待測區域內可以沿任意方向布設，且可以布設于地表或井中；

R3.測量電極為偶極裝置，測量方式為矢量觀測方式，測點在待測區域內可以任意布設，且在任意小區域內可以對測點進行加密或稀疏；

R4.矢量測量時，先后沿著x方向和y方向觀測測點的水平電場和

R5.對供電電極進行斷電操作，觀測激發極化電場和

3.根據權利要求2所述的基于任意偶極-偶極裝置的直流激電法三維數值模擬方法，其特征在于步驟S2所述的實測數據電阻率合成電場和激發極化合成電場具體為采用如下算式進行計算：

4.根據權利要求3所述的基于任意偶極-偶極裝置的直流激電法三維數值模擬方法，其特征在于步驟S5所述的計算理論模型歸一化背景電場，具體為采用如下步驟進行計算：

y1.選取計算理論模型歸一化背景場的電阻率模型；

y2.采用結構化網格對步驟y1中選取的電阻率模型進行網格離散；

y3.按照步驟y2對背景電阻率模型離散后，根據野外觀測系統參數采用有限單元法進行數值模擬，計算得到理論模型歸一化背景電場

5.根據權利要求4所述的基于任意偶極-偶極裝置的直流激電法三維數值模擬方法，其特征在于步驟S6所述的計算理論模型電阻率歸一化傳輸函數和極化率歸一化傳輸函數，具體為采用如下算式進行計算：