基于离散复镜像法和透射边界条件的地-井瞬变电磁时域有限差分正演研究

项目名称： 基于离散复镜像法和透射边界条件的地-井瞬变电磁时域有限差分正演研究

项目编号： No.41304082

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 天文学、地球科学

项目作者： 孟庆鑫

作者单位： 石家庄经济学院

项目金额： 25万元

中文摘要： 地-井瞬变电磁法主要用于探测井旁和井底的矿体或矿层，是一种重要的深部资源勘查方法。本项目采用时域有限差分法研究地-井瞬变电磁正演模拟方法，其中关键问题是初始电磁场的快速准确计算和适用的边界条件。在前期对时域差分算法研究的工作基础上，本项目将重点在初始场数值计算方法和边界条件的优化方面进行深入研究：1.采用基于子空间迭代算法的离散复镜像法，针对回线源瞬变电磁中的双重贝塞尔函数积分，进行数值计算方法研究；2.基于透射边界条件统一理论和超吸收边界方法，研究新的优化吸收边界条件；最后，结合时域差分方程实现地-井瞬变电磁法三维正演。本项目的研究将为地-井瞬变电磁法的正反演工作奠定基础，具有重要的理论意义和应用价值，对利用地-井电磁法寻找固体矿产等实际工作将具有指导意义。

中文关键词： 地-井瞬变电磁法；三维时域有限差分；离散镜像法；透射边界条件；多分量响应

英文摘要： Surface-hole transient electromagnetic method (surface-hole TEM) as an important method of deep resource exploration is mainly used for detect ore nearby or under a drill hole. In this project, we will research surface-hole TEM forward base on finite difference time domain (FDTD) method. The key point of FDTD forward is rapid accurate calculation of initial field and suitable boundary condions. On the basis of previous research work for FDTD algorithm, we will study the numerical calculation method for initial electromagnetic field and the optimization method of boundary conditions: 1. Base on the discrete complex image method and subspace iteration algorithm, we research numerical calcution method for the transient electromagnetic field that includes dual-Bessel functions because of the round loop source. 2. We study new optimized absorbing boundary condition base on the unified theory of transmitting boundary condition and super absorbing boundary method. Finally, these methods are used to 3D-forward of surface-hole TEM. The research of this project will lay the foundation for forward modeling or inversion of surface-hole TEM and has important theoretical significance. For exploration of solid mineral and other practical work, the study will have guiding meaning.

英文关键词： Surface-hole transient electromagnetic method；3-D finite difference time domain method；Discrete image method；Transmission boundary condition；Multi-component response