基于热导率各向异性介质的三维地温场数值模拟方法

    公开(公告)号:CN114036806B

    公开(公告)日:2024-07-09

    申请号:CN202111423020.6

    申请日:2021-11-26

    Applicant: 中南大学

    Inventor: 戴世坤 贾金荣

    Abstract: 基于热导率各向异性介质的三维地温场数值模拟方法,构建内部包含三维异常体的三维棱柱体模型并对其进行网格剖分,根据热物理参数的分布情况,给三维棱柱体模型中的每个剖分节点的热物理参数赋值,其中热导率为张量;计算空间域背景场温度,将其作为初始空间域温度总场;基于热物理参数以及当前空间域温度总场计算空间波数混合域异常温度场;对空间波数混合域异常温度场进行二维傅里叶逆变换,得到空间域异常场温度;基于空间域背景场温度和空间域异常场温度,得到新的空间域温度总场;不断迭代,直至迭代获得的新的空间域温度总场满足迭代收敛条件。本发明实现了热导率各向异性介质的三维地温场高效、高精度的数值模拟。

    基于3D AS-FT的三维重力场数值模拟方法及系统

    公开(公告)号:CN115659579B

    公开(公告)日:2023-07-04

    申请号:CN202211076505.7

    申请日:2022-09-05

    Applicant: 中南大学

    Inventor: 戴世坤 张莹

    Abstract: 本发明公开了基于3D任意采样傅里叶变换(Fourier transform of arbitrary sampling,简写为AS‑FT)的三维重力场数值模拟方法及系统,通过三维任意采样的傅里叶变换对重力位满足的泊松方程进行傅里叶变换,在谱域直接求得重力位,求解简单,再利用谱域重力位和重力场的关系求得谱域重力场,对重力场做三维傅里叶反变换可以求解空间域重力场。算法并行度好,占用内存少。因此实现了空间域和波数域都能任意采样的谱域重力数值模拟,对于需要非均匀采样的情况具有很好的指导意义。借助于能够任意采样的傅里叶变换,本算法具有较高的精度和效率。

    基于热导率各向异性介质的三维地温场数值模拟方法

    公开(公告)号:CN114036806A

    公开(公告)日:2022-02-11

    申请号:CN202111423020.6

    申请日:2021-11-26

    Applicant: 中南大学

    Inventor: 戴世坤 贾金荣

    Abstract: 基于热导率各向异性介质的三维地温场数值模拟方法,构建内部包含三维异常体的三维棱柱体模型并对其进行网格剖分,根据热物理参数的分布情况,给三维棱柱体模型中的每个剖分节点的热物理参数赋值,其中热导率为张量;计算空间域背景场温度,将其作为初始空间域温度总场;基于热物理参数以及当前空间域温度总场计算空间波数混合域异常温度场;对空间波数混合域异常温度场进行二维傅里叶逆变换,得到空间域异常场温度;基于空间域背景场温度和空间域异常场温度,得到新的空间域温度总场;不断迭代,直至迭代获得的新的空间域温度总场满足迭代收敛条件。本发明实现了热导率各向异性介质的三维地温场高效、高精度的数值模拟。

    一种获取介质各向异性的方法和直流电阻率法差分装置

    公开(公告)号:CN114019568A

    公开(公告)日:2022-02-08

    申请号:CN202111298901.X

    申请日:2021-11-04

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本申请涉及一种获取介质各向异性的方法和直流电阻率法差分装置。所述方法包括:在地下介质探测区的测区外布设相互正交的两个差分场源,每个差分场源由相互共线或平行的第一偶极发射装置和第二偶极发射装置组合而成;在测区内任意布设相互正交的两个偶极接收装置;由两个差分场源交替发射信号,两个偶极接收装置同时测量来自差分场源的电场信号,其中,每个差分场源发射信号时,两个偶极发射装置中的电流大小相等,方向相反,极距相等;根据电场信号得到背景电流密度,进一步得到测点的视电阻率张量和视电阻率张量的旋转不变量。本发明采用差分装置作为发射场源,从物理上实现电场梯度的测量,分辨率明显优于偶极装置,有利于开展三维精细勘探。

    二维主轴各向异性强磁场数值模拟方法、装置、设备及介质

    公开(公告)号:CN114004127A

    公开(公告)日:2022-02-01

    申请号:CN202111303885.9

    申请日:2021-11-05

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 二维主轴各向异性强磁场数值模拟方法、装置、设备及介质对于沿y轴方向无限延伸的异常体构建异常体模型并对其剖分,考虑地下地质体磁化率主轴各向异性给其磁化率张量赋值;根据磁化率张量、空间域背景场磁场强度、空间域异常场磁场强度,得到空间域磁化强度;然后将空间域异常场磁位和空间域磁化强度满足的二维偏微分方程转为空间波数混合域一维常微分方程,将空间波数混合域异常场磁位满足的边值问题模型转化为等价的变分问题模型;通过求解变分问题模型,得到空间波数混合域异常场磁位、磁场强度后将其分别转换为空间域异常场磁位、磁场强度,迭代计算直至收敛。本发明考虑到地下地质体磁化率主轴各向异性,与实际地质情况更符合。

    一种三维直流电阻率法数值模拟方法

    公开(公告)号:CN113051779A

    公开(公告)日:2021-06-29

    申请号:CN202110596835.8

    申请日:2021-05-31

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种三维直流电阻率法数值模拟方法,通过设置直流电法勘探区域和背景电阻率参数、三维异常体展布范围和电阻率参数、电流密度计算、二维离散傅里叶变换、波数域异常电位计算、二维反傅里叶变换、迭代收敛判断等步骤,实现了三维直流电法勘探高效、高精度的数值模拟。解决了目前直流电法勘探数值模拟中计算大规模模型时数据量大、存储要求高、计算时间慢,导致无法满足大规模直流电法数据精细反演的问题,有助于实现野外复杂地形或地下复杂结构下直流电法实测数据的精细反演和解释。

    一种计算起伏观测面磁场的快速、高精度数值模拟方法

    公开(公告)号:CN107748834A

    公开(公告)日:2018-03-02

    申请号:CN201711170885.X

    申请日:2017-11-22

    Applicant: 中南大学

    CPC classification number: G06F17/5009 G06F2217/16

    Abstract: 本发明提供一种计算起伏观测面磁场的快速、高精度数值模拟方法,其通过复杂磁性体模型表示、高斯参数设计、离散偏移波数计算、磁化强度计算、波数域加权系数计算、二维离散傅里叶反变换等步骤,实现了起伏观测面磁场数值模拟在效率和精度上的统一。本发明解决了目前起伏观测面磁场数值模拟方法计算精度低、计算时间长,无法满足大规模航空磁测数据精细反演成像的问题,有助于开展大规模航空磁测数据三维磁化率精细反演成像、人机交互建模和解释的研究。

    基于3D AS-FT的三维磁场数值模拟方法及系统

    公开(公告)号:CN116244877A

    公开(公告)日:2023-06-09

    申请号:CN202211094934.7

    申请日:2022-09-05

    Applicant: 中南大学

    Inventor: 戴世坤 张莹

    Abstract: 本发明公开了基于三维任意采样的傅里叶变换(Fourier transform of arbitrary sampling,简写为AS‑FT)的三维磁场数值模拟方法及系统,通过三维任意采样的傅里叶变换方法,将三维磁场微分方程变换到谱域直接进行求解,再通过三维任意采样的傅里叶反变换得到空间域的解。借助于3D AS‑FT的高精度和高效率,三维磁场的Fourier谱方法能够达到较高精度,且具有较高计算效率,并能够任意采样,对于传统谱域数值模拟方法是一个很大的革新。

    一种任意采样的空间波数域三维磁场数值模拟方法及系统

    公开(公告)号:CN115292973A

    公开(公告)日:2022-11-04

    申请号:CN202211225001.7

    申请日:2022-10-09

    Applicant: 中南大学

    Inventor: 戴世坤 张莹

    Abstract: 本发明涉及磁法勘探技术领域,公开了一种任意采样的空间波数域三维磁场数值模拟方法及系统,包括:构建目标区域的三维目标模型;基于磁化强度构建磁化强度与空间域磁场异常场磁位的三维泊松方程,并通过任意采样的二维傅里叶正变换将三维泊松方程转换为空间波数混合域的一维常微分方程,求解得到波数域异常场磁位;根据波数域异常场磁位与波数域异常场磁场强度的关系求解得到异常场磁场强度,对波数域异常场磁场强度做任意采样的二维傅里叶反变换,得到空间域异常场磁场强度;通过空间域异常场磁场强度与空间域磁感应强度的关系,得到空间域磁感应强度;本发明解决了现有的傅里叶变换算法对于振荡谱变换的效果不理想的问题,提高了计算精度。

    一种三维大地电磁空间-波数域有限元数值模拟方法

    公开(公告)号:CN114065586A

    公开(公告)日:2022-02-18

    申请号:CN202111386046.8

    申请日:2021-11-22

    Applicant: 中南大学

    Inventor: 戴世坤 陈轻蕊

    Abstract: 本发明公开了一种三维大地电磁空间‑波数域有限元数值模拟方法,通过库伦规范和二次场方法,将Maxwell方程组转换为矢量位标量位满足的控制方程组,进而得到了二次矢量位和标量位的控制方程。将二次矢量位和标量位的控制方程进行水平方向二维傅里叶变换,将三维控制方程转化很多波数下的一维控制方程。其中,一维控制方程采用二次插值函数进行拟合,采用一维有限单元法进行求解。将三维有限元控制方程通过二维傅里叶变换,变换为多个一维问题,一维问题采用一维有限单元法求解,计算速度快、存储需求低、效率高,实现了三维大地电磁高效、高精度数值模拟,为大规模大电磁实测数据的精细反演提供重要技术支持。本发明应用于数值模拟领域。

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