Вычислительные схемы и программное обеспечение решения прямых и обратных задач электромагнитного зондирования Земли становлением поля

• Автор: Чернышев, Антон Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 172 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

1. Становление электромагнитного поля в горизонтальнослоистой

1.1. Математическая модель поля вертикального магнитного

1.2. Решение задачи методом конечных элементов

1.3. Вычисление значений дВгд.

1.4. Применение методики выделения основного поля.

1.5. Вычисление ЭДС.

1.6. Проблема вычисления ЭДС на ранних временах и больших

разносах и ее решение.

1.7. Выводы.

2. Восстановление параметров горизонтальнослоистой среды
2.1. Построение трансформаций результатов геофизических
наблюдений
2.2. Автоматическое восстановление параметров горизонтальнослоистой среды.
2.2.1. Построение начального приближения.
2.2.2. Уточнение параметров
2.3. Выводы.
3. Трехмерная обратная задача для технологии с закрепленным
источником
3.1. Основные трудности применения традиционных методов
интерпретации для технологии ПЗСЗИ.
3.2. Анализ возможности построения системы интерпретации
данных для технологии ПЗСЗИ
3.3. Основные идеи предлагаемого способа интерпретации
практических данных.
3.4. Итерационная процедура восстановления свойств среды с
использованием регуляризации.
3.5. Пример применения процесса восстановления свойств среды
для модели с кимберлитовым объектом
3.6. Анализ работоспособности процедуры интерпретации при
несовпадении размеров пробных объектов с размерами поисковых.
3.7. Анализ работоспособности процедуры интерпретации при
неточных параметрах вмещающей модели
3.8. Примеры решения трехмерных обратных задач на
синтетических данных
3.8.1. Проводящий объект в слоистой среде.
3.8.2. Высококонтрастные объекты в слабопроводящей среде
3.8.3. Непроводящий объект в слоистой среде.
3.8.4. Два проводящих объекта в слоистой среде
3.9. Апробация системы интерпретации на экспериментальных
3.9.1. Поиск слабоконтрастных объектов
3.9.2. Поиск высококонтрастных объектов.
3 Выводы
Трехмерная обратная задача для технологии с коаксиальной установкой
4.1. Одномерная интерпретация
4.1.1. Интерпретация с использованием одномерных
трансформаций
4.1.2. Интерпретация на основе слоистой модели среды
4.2. Трехмерная интерпретация
4.3. Примеры решения трехмерных обратных задач на
синтетических данных
4.3.1. Профилирование над неоднородностью в пласте
4.3.2. Профилирование над кимберлитовой трубкой
4.3.3. Три проводящих объекта в слоистой среде.
4.4. Выводы
5. Программный комплекс
5.1. Программный комплекс I.
5.2. Сравнение возможностей программного комплекса I
с существующими разработками.
5.3. Программный комплекс I.
5.3.1. Трехмерная интерпретация
5.3.2. Ручное восстановление параметров объектов.
5.3.3. Трехмерная визуализация.
5.4. Выводы
Заключение.
Список использованных источников


Схема аппроксимации полей влияния трехмерных объектов полями токовых колец и дисков, которые могут быть вычислены как решения сформулированных специальным образом двумерных задач, позволяет добиться хорошего совпадения реального поля влияния трехмерного объекта с модельным полем токовых колец и дисков в широком диапазоне времен, в котором поле влияния поискового объекта проявляется достаточно четко на фоне поля вмещающей среды. Разработанная итерационная процедура восстановления проводимости среды по данным импульсной индуктивной электроразведки, основанная на аппроксимации полей влияния трехмерных объектов полями модельных токовых колец и дисков, позволяет достаточно быстро и с высокой точностью определять местоположение поисковых объектов во вмещающей горизонтальнослоистой среде как для технологии с закрепленным источником, так и для соосных профильно-площадных зондирований. Разработаны и программно реализованы схемы конечноэлементного моделирования электромагнитного поля магнитного диполя в горизонтальнослоистой среде, основанные на решении задачи в постановке А. Н. Тихонова []. ЭДС полуаналитическим методом. Разработана процедура автоматического построения начального приближения при решении задачи восстановления параметров слоистой среды. Для уточнения полученных на начальном этапе параметров горизонтально-слоистой модели разработана модификация метода Ньютона. Исследована эффективность схемы аппроксимации полей влияния трехмерных объектов полями модельных токовых колец и дисков, которые получаются двумерным математическим моделированием. Для решения трехмерной обратной задачи разработана итерационная процедура восстановления свойств среды с использованием регуляризации, основанная на аппроксимации полей влияния трехмерных объектов полями модельных токовых колец и дисков. По результатам исследований, представленных в работе, разработаны программные комплексы HORIZON и IFSTEM. Основные результаты работы были представлены на IV международной конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения» АПЭП- (Новосибирск, г. The Third Russian-Korean International Symposium on Science and Technology KORUS’ (Новосибирск, г. Четвертом сибирском конгрессе по прикладной и индустриальной математике, посвященном памяти С. Л.Соболева (Новосибирск, г. EAGE (Нидерланды, г. Наука, Техника, Инновации» (Новосибирск, ,гг. Инновационные технологии в области поисков, разведки и детального изучения месторождений нефти и газа» (Москва, г. НГТУ и СНИИГГиМС. Результаты проведенных исследований включались в отчеты по НИР СНИИГГиМС. По результатам выполненных исследований опубликовано печатных работ. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка использованных источников (4 наименований). Работа изложена на 2 страницах, включая иллюстраций. В первой главе рассматривается задача о становлении электромагнитного поля в горизонтально-слоистой среде. В п. Тихоновым А. Н. [], а в п. МКЭ. В п. В2/дї. Для этого анализируется поведение поля на примере двухслойной среды и формируются требования для алгоритма вычисления значений сШг/дґ с целью уменьшения суммарных вычислительных затрат. В п. Тихонова А. Н., основанный на выделении основного поля [-, , , ], который позволяет существенно снизить вычислительные затраты на получение численного решения задачи. В качестве основного предлагается использовать поле от полупространства с фиксированной проводимостью. При этом, для обеспечения максимальной близости основного поля к искомому, разработан алгоритм выбора значения проводимости полупространства, через которую в свою очередь вычисляются значения основного поля простой заменой переменных. Рассмотрены часто встречающиеся на практике ситуации, когда приповерхностные слои являются слабо проводящими по сравнению с более глубоко залегающими, а также когда значение проводимости подстилающего основания значительно меньше проводимости слоев, лежащих выше, то есть когда задан непроводящий фундамент. В этих случаях использование в качестве основного поля значений поля, рассчитанного для полупространства, становится малоэффективным.