微机网络并行计算及2.5维CSAMT正演的并行实现

本简要介绍了如何建立一个简单、易行的微机网络并行计算的开发环境。在该并行环境上完成了２．５维ＣＳＡＭＴ有限单元正演的并行程序，并且获得较好的速比。     

CSAMT法接收系统中电磁耦合效应研究

针对可控源音频大地电磁法( CSAMT)野外数据采集中接收电缆线之间、接收电缆线和大地之间存在的电磁耦合效应,通过电磁耦合理论研究和等效电路计算,推导正演模拟计算公式,结合各种模型的正演模拟计算和野外实际数据对比,研究了可控源音频大地法中影响电磁耦合效应的三种因素,包括:电缆线长度、不极化电极接地电阻、信号频率,总结出三种因素对应的电磁耦合特征,即:接收系统中电缆线长度越长,电缆线之间的耦合电容越大,视电阻率曲线在高频段出现下降的趋势越明显,曲线畸变越明显;野外不极化电极上接地电阻越大,视电阻率曲线在高频段表现出下降的趋势越明显,曲线畸变越明显;电路中信号频率越高,感抗和容抗越大,曲线畸变越明显,当信号频率增大到一定的值时,电路中的感应容抗就不再继续增大,曲线趋于稳定。     

基于快速汉克尔变换算法的CSAMT一维正演

水平层状介质上的电偶源产生的电磁场数值解是含有零阶和一阶贝塞尔函数的无穷积分,这类积分实质上是汉克尔变换式。通过3种方案的计算实例,说明快速汉克尔变换滤波系数的选取对正演结果的影响。计算结果显示:加长滤波系数能明显提高计算精度,使正演结果真实地接近实际;相反,滤波系数区间过短会出现场值的畸变,视电阻率会受到较大影响。因此,合理选取滤波系数可以提高计算精度和速度。     

层状介质下张量CSAMT最小收发距研究

可控源音频大地电磁法按照观测方式可分为标量CSAMT与张量CSAMT。由于施工方式与电阻率计算方法的差别,标量CSAMT中划分远区的最小收发距已不能精确地适用于张量CSAMT。因此,根据张量视电阻率与大地电磁视电阻率相对误差,分别计算了均匀大地模型、两层模型下的相对误差,并精确给出不同误差限下的最小收发距。结果表明对于两层模型来说,当首层厚度小于3倍趋肤深度时,不能直接应用均匀半空间的结果,对于G型模型引起误差较大。对于多层结果可由二层模型使用等效电阻率近似估计。研究结果对张量CSAMT野外施工有一定的意义。     

张量CSAMT法中近场效应校正应用研究

近场效应校正是可控源音频大地电磁(CSAMT)法数据处理工作中一项重要的工作内容。校正工作的效果好坏直接影响成果资料的定性、定量解释。在本文中,对已知矿床区张量CSAMT法的观测资料进行了近场效应校正,给出校正工作的应用结果。     

Guptasarma线性滤波算法在CSAMT一维正演中的应用

CSAMT法一维正演问题,其核心运算是对汉克尔变换的求解,目前主要使用数值滤波方法进行求解,求解过程中使用给定长度的滤波系数进行累加运算.滤波系数的选取,影响着正演计算的精度和速度.这里使用Guptasarma线性滤波系数,并给出具体实现方法.经过正演模型验证,发现这套方案可以在较短的滤波系数长度基础上,与正演模型拟合...     

基于边界约束有限内存的拟牛顿CSAMT一维反演及应用

可控源音频大地电磁法（CSAMT）正演具有计算耗时、精度低的特点;常规的反演方法边界处理简单,占用内存大,搜索方向也难以精准,严重影响反演效果。为了实现CSAMT快速高精度正演,改善边界处理方法以减少内存占用,优化搜索方向以减少迭代反演次数,提出基于边界约束有限内存的拟牛顿CSAMT一维反演方法。首先,在CSAMT正演中基于高斯积分与并行算法实现了一维介质模型条件下有限长导线源激发的水平电场快速高精度计算。其次,在反演方法中,分别构建了基于相对误差和绝对误差的两种目标函数,并引入光滑模型约束,采取自适应正则化策略更新正则化因子,并采用基于边界约束的有限内存拟牛顿算法（LBFGS_B算法）,实现了CSAMT一维准确快速反演。以含低、高阻薄层的多层地电模型的水平电场E_x振幅为反演数据进行直接反演和模型检验。结果表明,该方法能够反映出地层电阻率随深度变化的趋势,并对高、低阻薄层有较好的分辨能力,低阻薄层分辨效果更佳。实际CSAMT资料的反演剖面的分辨率优于常规的连续介质反演方法,地质效果明显,表明该方法具有良好的应用前景。     

CSAMT在巴音戈壁盆地铀储层识别中的应用

在电磁法数值模拟中,正演模拟是认识各种地电条件下的大地电磁响应特征的良好途径,模型正演得到的结论,对于资料处理、反演、解释具有积极的指导作用。通过在巴音戈壁盆地开展可控源音频大地电磁测量(CSAMT),结合巴音戈壁盆地已知钻孔资料,建立了初始地电模型,进行模型正演计算得出正演数据,通过对正演数据进行反演计算,确定合理的反演模型和反演参数,提高资料反演的准确性,最后根据对实测数据的反演计算、资料解释、综合分析结果,推断研究区铀储层巴音戈壁组的空间展布特征,解释结果得到钻孔资料的验证,在砂岩型铀矿勘查中取得较好的效果。     

带地形的可控源音频大地电磁法二维正演

利用二次场算法研究了可控源音频大地电磁法二维正演问题。采用有限单元法进行正演模拟,将矩阵压缩存储和共轭梯度解方程方法应用到正演算法中,加快了正演算法的速度,并且将地形因素考虑到正演算法中。通过不同的模型验算,检验了算法的精度。     

线电流源声频大地电磁测深的二维正演计算及响应特点

论述了如何在大地电磁测深二维正演计算的基础上，结合线电流源声频大地电磁测深（ＣＳＡＭＴ）的边界条件，利用三角形６节点有限元法计算ＴＥ极化方式ＣＳＡＭＴ二维响应的方法；给出了４个模型的计算结果     

三维CSAMT中的阴影和场源附加效应

阴影和场源附加效应将导致对地质构造的错误推断,在实际工作中将导致一定的经济损失。这里通过利用有限单元法数值模拟了阴影和场源附加效应,对比分析均匀半空间中异常体在场源与测线之间不同位置的数值模拟结果,得出了阴影效应影响规律。同时,通过扩大测区范围得出阴影效应的影响区域比异常体本身大得多,并且阴影区域穿过异常体的中心,从中心向两边阴影效应逐渐减弱。通过改变收发距的大小,异常体的埋深以及其形态大小,分析了阴影和场源附加效应的影响程度。     

张量CSAMT数据处理技术初步研究与示范应用

面对大深度和三维探测,标量CSAMT(controlled source audio-frequency magnetotellurics)已显力不从心,而张量CSAMT正逐渐成为研究热点。在前人研究基础上,笔者就张量CSAMT数据处理方面提出Mohr圆分析和传统坐标旋转两种处理技术,并首次创新性地使用我国自主研发的综合电法仪开展了张量CSAMT示范应用。结果表明:Mohr圆分析和传统坐标旋转法相结合应用效果良好,可定性挖掘地下地质体的纵向和横向构造特征,主轴方位的视电阻率和阻抗相位与目标体对应良好,并且电阻率反演结果与钻孔等地质资料综合分析对建立试验区的地质地球物理模型是有益的。     

CSAMT拟二维反演并行计算程序设计

可控源音频大地电磁法（CSAMT）拟二维反演并行计算程序,基于多进程与多线程方式实现程序的并行化,并形成相应的算法和程序。采用该并行计算程序,在多处理器多核工作站上进行实测数据的计算测试,结果表明,CSAMT拟二维反演并行计算程序可以有效提高反演效率。