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地下磁流体探测方法中的电阻率成像反演研究

作　者: 陈红钊
导　师: 黄采伦
学　校: 湖南科技大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 地下磁流体探测应用地球物理电阻率成像有限元反演
分类号: P641.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 35次
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内容摘要

地下磁流体探测方法主要应用于地下水勘探。与传统物探方法相比，该方法在对地下动态水和固态金属矿的区分以及对地下裂隙的探测方面，不仅具有较高的准确度和可靠性，而且还具有唯一解性，克服了传统物探方法探水结果多解性的缺点，这是其独特的优势。但是，目前该方法对数据结果的分析和解释方法却还相对落后，存在解释方法单一、结果展示抽象不直观等不足，亟待进一步改进和完善。电阻率成像技术是应用地球物理非常重要的勘探技术之一，它将探测结果以图像的形式展现出来，形象直观，便于理解，是一种很好的数据解释手段。因此，将地下磁流体探测方法和电阻率成像技术相结合，从而寻求一种新的多样化的解释和展示方法是提高和完善地下磁流体探测方法的重要方向。这也是论文之研究目的所在。在广泛查阅国内外相关文献资料的基础上，论文首先对电阻率成像技术的相关概念和国内外研究现状作了简要分析，并且深入研究了地下磁流体探测方法和电阻率成像的理论基础。然后，论文结合地下磁流体探测方法和地下磁流体探测设备的实际情况，对地下磁流体探测方法中的电阻率成像技术做出了初步研究和探索，提出了基于地下磁流体探测方法的电阻率成像方法。论文主要做了如下工作：一、概述了有限差分法的正演数值模拟、边界条件、一维条件下的Zoddy反演、平滑约束最小二乘法反演以及块反演等理论，总结出了电阻率成像技术一般的研究思路和步骤。二、根据实际建立了含地下水径流带的地质结构模型，并且抽象出其数学模型，这为电阻率成像正反演算法的研究奠定了基础；三、采用有限元方法对二维问题进行了正反演数值模拟，得出了电阻率成像理论计算的正演和反演公式；四、实现了电阻率成像，给出了成像后地层电阻率与特征信息之间的对应关系，完成了电阻率反演的仿真和验证。五、结合实际的例子描述了在地下磁流体探测中电阻率成像技术的应用，并且获得了较好的效果。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-10
第一章绪论  10-18
  1.1 课题研究背景  10-13
    1.1.1 应用于地下水勘探的物探方法概述  11-12
    1.1.2 电阻率成像技术简介  12-13
  1.2 国内外关于电阻率成像研究的现状  13-14
  1.3 本文研究意义  14-16
  1.4 论文主要内容及结构安排  16-18
第二章地层电阻率成像技术的基本理论与方法研究  18-38
  2.1 基于地球物理的假设条件  18-21
    2.1.1 视电阻率  18-19
    2.1.2 二维问题的视电阻率  19-21
  2.2 地层电阻率成像技术的基本原理  21
  2.3 地层电阻率正演理论和方法  21-29
    2.3.1 正交 5 点差分格式  23-26
    2.3.2 电阻率成像技术中的边值问题  26-29
  2.4 地层电阻率反演理论和方法  29-36
    2.4.1 地球物理反演基础  29-31
    2.4.2 Zohdy 反演方法  31-33
    2.4.3 quasi-Newton 法和平滑约束最小二乘法  33-36
    2.4.4 块反演法  36
  2.5 本章小结  36-38
第三章地下磁流体探测中的电阻率反演方法研究  38-58
  3.1 地下磁流体探测方法的基本原理  38-40
  3.2 地下磁流体探测装置其结构与信号解析  40-45
    3.2.1 地下磁流体探测装置的结构原理  40-41
    3.2.2 探测信号解析  41-44
    3.2.3 地下流动水的水量计算  44-45
  3.3 地下磁流体探测中的地层电阻率成像研究  45-47
    3.3.1 地下磁流体探测方法中的地层模型  45-46
    3.3.2 从地层模型到数学模型  46-47
  3.4 地下磁流体探测方法电阻率成像的反演研究  47-57
    3.4.1 用有限元方法求解点源二维电场问题  47-56
    3.4.2 反演的电阻率迭代格式  56-57
  3.5 本章小结  57-58
第四章电阻率成像技术地下磁流体探测方法中的应用  58-74
  4.1 应用背景  58-59
  4.2 工作方法及数据解释  59-70
  4.3 探测结论  70-71
  4.4 本章小结  71-74
第五章总结与展望  74-76
  5.1 总结  74
  5.2 展望  74-76
参考文献  76-80
致谢  80-82
附录 A  82-84
附录 B  84-89

地下磁流体探测方法中的电阻率成像反演研究

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