学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

探地雷达二维无单元法正演模拟

作　者: 王洪华
导　师: 戴前伟
学　校: 中南大学
专　业: 地球探测与信息技术
关键词: 探地雷达 无单元法 透射边界 Sarma边界 正演模拟
分类号: TN957.51
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 97次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


基于有限元法和有限差分法的探地雷达正演模拟需要对计算区域进行网格剖分,剖分形式与网格大小对计算精度有直接影响且计算开销大。本文研究了一种新的探地雷达波动方程正演模拟算法-无单元法。无单元法只需节点,无需单元,摆脱了单元的束缚；采用节点信息及其局部支撑域上的权函数实现局部精确逼近；利用滑动最小二乘法(Moving Least Squares, MLS)构造形函数,形函数及导数具有很好的连续性；使得无单元法具有计算精度高、自适应能力强、灵活度大的特点。论文研究得到了国家自然科学基金项目“复杂GPR模型无网格法正演及多参数混合智能优化反演(41074085)”的支持。本文回顾了探地雷达正演模拟的发展历史、研究现状、无单元法在工程电磁场正演模拟中的应用；详细推导了探地雷达波波动方程及探地雷达波在地下介质中的传播特征；详细介绍了无单元法的基本原理,重点阐述了无单元法中形函数的构造、权函数的选取、影响域、高斯积分网格的划分及其实现等方法和措施,通过与有限元方法作对比,分析了无单元法用于正演模拟的优势。在此基础上,从探地雷达满足的波动方程出发,将无单元法用于探地雷达正演模拟当中,详细推导了探地雷达无单元法波动方程,对探地雷达无单元法正演模拟中的基本边界和吸收边界的加载问题进行了详细研究,重点研究了透射吸收边界、Sarma吸收边界的改进方法。开展了一系列的典型地电模型的探地雷达正演模拟,并与有限元法的计算结果进行对比,分析了无单元法正演模拟中的优越性,为探地雷达的反演奠定了坚实的基础；同时加深了电磁波在地下介质中的传播规律的理解和认识,有助于更好地指导探地雷达资料的地质解释。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-16
  1.1 引言  9-10
  1.2 探地雷达正演模拟现状  10-13
    1.2.1 时域有限差分法  11-12
    1.2.2 有限单元法  12-13
  1.3 无单元法正演模拟研究现状  13-14
  1.4 本文研究的意义和目的  14
  1.5 本文的基本思路和结构  14-16
第二章 探地雷达的理论基础  16-22
  2.1 Maxwell方程组和基本电磁量  16-17
  2.2 波动方程  17-18
  2.3 赫姆霍兹方程  18-19
  2.4 电磁波在导电介质中的传播特征  19-21
    2.4.1 低损耗介质  20
    2.4.2 良导体介质  20-21
  2.5 本章小结  21-22
第三章 无单元法的基本理论  22-30
  3.1 无单元法的特点  22
  3.2 无单元法的基本原理  22-23
  3.3 无单元法中的形函数  23-25
  3.4 无单元法中的权函数及其影响域  25-27
  3.5 无单元法中的数值积分及其实现  27-29
  3.6 本章小结  29-30
第四章 无单元法求解探地雷达波动方程  30-41
  4.1 探地雷达满足的波动方程  30
  4.2 无单元法求解探地雷达波动方程  30-34
  4.3 吸收边界的加载  34-38
    4.3.1 透射吸收边界  34-36
    4.3.2 改进的Sarma吸收边界  36-38
  4.4 探地雷达无单元方程的求解  38
  4.5 探地雷达正演模拟的无单元法程序实现  38-40
  4.6 本章小结  40-41
第五章 探地雷达无单元法正演计算  41-55
  5.1 两种吸收边界的均匀模型的对比  41-46
    5.1.1 不加吸收边界的均匀模型  41-43
    5.1.2 透射边界的均匀模型  43-44
    5.1.3 改进的Sarma吸收边界的均匀模型  44-46
  5.2 无单元法程序的正确性和有效性验证  46-47
  5.3 无单元法与有限元法的结果对比分析  47-50
    5.3.1 半球体模型  47-48
    5.3.2 “V”字形模型  48-50
  5.4 无单元法正演模拟  50-54
    5.4.1 三圆模型  50-52
    5.4.2 组合模型  52-54
  5.5 本章小结  54-55
第六章 全文总结  55-57
  6.1 结论  55
  6.2 后续研究工作的展望  55-57
参考文献  57-62
致谢  62-63
攻读硕士学位期间主要的研究成果  63

相似论文

  1. 窄基塔高度根开比优化的研究,TU347
  2. 新型折线异型钢主梁斜拉桥力学特性数值分析研究,U448.27
  3. 探地雷达在隧道超前地质预报中的应用研究,U452.11
  4. 先进压水堆非能动余热排出热交换器传热性能研究与计算,TL353
  5. 基于探地雷达的水泥混凝土路面板底脱空检测技术,U416.216
  6. 浅层探地雷达管道回波信号分析处理,TN957.51
  7. 多重网格方法的大地电磁正演模拟与分析,P631.325
  8. 探地雷达二维有限元正演模拟,P631.5
  9. 航空瞬变电磁法2.5维正演模拟研究,P631.325
  10. 浅层地震勘探中有限元数值模拟方法的应用研究,P631.4
  11. 塔河油田典型碎屑岩储层地震波场特征研究,P618.13
  12. 单层网壳结构振动主动控制有限元分析与试验研究,TU311.3
  13. 单梁双吊钩门式起重机结构分析与优化设计,TH213.5
  14. 煤岩双相介质弹性波场数值模拟,P631.4
  15. 三维地质体的地下电磁响应,P631.325
  16. 城轨车辆切削式专用吸能装置研究,U270.8
  17. 探地雷达的FDTD建模与仿真,TN959.71
  18. 本溪市东山煤矿采空区的瑞雷波勘察方法应用,P631.4
  19. 大型渠道混凝土振动密实成型数值模拟研究,TV544
  20. 京津铁路桥的车桥耦合振动研究,U441.3
  21. 刚性路面脱空识别弯沉盆形状系数法,U416.216

中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 雷达 > 雷达设备、雷达站 > 雷达接收设备 > 雷达信号检测处理
© 2012 www.xueweilunwen.com