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耦合势有限体积法高效模拟各向异性地层中海洋可控源的三维电磁响应

周建美 张烨 汪宏年 杨守文 殷长春

耦合势有限体积法高效模拟各向异性地层中海洋可控源的三维电磁响应

周建美, 张烨, 汪宏年, 杨守文, 殷长春
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  • 本文基于电场矢势与标势分解的耦合势有限体积法研究建立一套各向异性地层中海洋可控源电磁法的三维响应的高效数值模拟技术. 首先引入电场的矢势和标势,将电场分解为无散场和无旋场之和,Maxwell方程转换为关于矢势与标势的混合Helmholtz方程,克服低感应数问题. 在此基础上,借助Yee氏交错网格和有限体积法以及非均质单元中等效电导率公式,建立混合Helmholtz方程的离散方程. 并采用直接法求解器PARDISO求解离散方程,有效保证在大的求解空间中仍然能够获得电磁场稳定可靠的数值解. 此外,在数值模拟中利用差异场技术,克服源的奇异性问题,尽可能提高近场的计算精度. 与解析解的对比证明了该算法的有效性. 数值模拟结果表明,海洋可控源电磁法沿测线方向的电场,对油气藏的纵向电阻率敏感,对横向电阻率不敏感;对油气藏上方的覆盖层的纵向电阻率和横向电阻率都敏感.
    • 基金项目: 国家高技术研究发展计划(批准号:2012AA09A20103)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-01-08
  • 修回日期:  2014-04-14
  • 刊出日期:  2014-08-05

耦合势有限体积法高效模拟各向异性地层中海洋可控源的三维电磁响应

  • 1. 吉林大学物理学院, 长春 130012;
  • 2. 长春理工大学理学院, 长春 130022;
  • 3. 吉林大学地球探测科学与技术学院, 长春 130026
    基金项目: 

    国家高技术研究发展计划(批准号:2012AA09A20103)资助的课题.

摘要: 本文基于电场矢势与标势分解的耦合势有限体积法研究建立一套各向异性地层中海洋可控源电磁法的三维响应的高效数值模拟技术. 首先引入电场的矢势和标势,将电场分解为无散场和无旋场之和,Maxwell方程转换为关于矢势与标势的混合Helmholtz方程,克服低感应数问题. 在此基础上,借助Yee氏交错网格和有限体积法以及非均质单元中等效电导率公式,建立混合Helmholtz方程的离散方程. 并采用直接法求解器PARDISO求解离散方程,有效保证在大的求解空间中仍然能够获得电磁场稳定可靠的数值解. 此外,在数值模拟中利用差异场技术,克服源的奇异性问题,尽可能提高近场的计算精度. 与解析解的对比证明了该算法的有效性. 数值模拟结果表明,海洋可控源电磁法沿测线方向的电场,对油气藏的纵向电阻率敏感,对横向电阻率不敏感;对油气藏上方的覆盖层的纵向电阻率和横向电阻率都敏感.

English Abstract

参考文献 (55)

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