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基于四叉树网格的MT二维正演 预览
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作者 王培杰 胡华 +2 位作者 徐菲 郭或 陈连木 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期709-718,492共11页
本文提出了一种基于四叉树网格剖分的大地电磁(MT)响应有限差分正演算法。首先基于四叉树数据结构进行模型网格剖分,然后用待定系数法推导了该网格中各类节点的有限差分计算公式,实现了复杂模型大地电磁响应的正演计算。多个模型计算结... 本文提出了一种基于四叉树网格剖分的大地电磁(MT)响应有限差分正演算法。首先基于四叉树数据结构进行模型网格剖分,然后用待定系数法推导了该网格中各类节点的有限差分计算公式,实现了复杂模型大地电磁响应的正演计算。多个模型计算结果表明,该算法与常规的有限差分法和有限单元法的计算精度相当时,在计算效率上有较大提高。 展开更多
关键词 大地电磁响应 二维 四叉树网格 有限差分法
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有限差分法二维地电构造模型大地电磁法正演模拟 预览
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作者 张弘宇 温建亮 张富明 《矿产勘查》 2019年第8期1988-1992,共5页
为有效地对二维地电模型进行有限差分正演计算,利用均匀网格差分法对大地电磁地电模型进行数值模拟。从磁场分量导出边值问题公式,利用差分法推导出二维大地电磁法矩阵,正演结果能有效准确地验证均匀网格差分正演算法,分析得出了最佳的... 为有效地对二维地电模型进行有限差分正演计算,利用均匀网格差分法对大地电磁地电模型进行数值模拟。从磁场分量导出边值问题公式,利用差分法推导出二维大地电磁法矩阵,正演结果能有效准确地验证均匀网格差分正演算法,分析得出了最佳的网格间距,该异常响应的横向位置与实际模型一致,可较好地反映出围岩和异常体的数值。同时,阻抗相位拟断面图能更好的反映出异常体的分布位置,且能识别异常体为高导体。 展开更多
关键词 有限差分法 二维 构造 模型
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线源直流电法有限元二维正演模拟 预览
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作者 解海军 李志强 栗升 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期194-199,共6页
直流电法勘探中,三维点源正演计算复杂、计算量大,虽进行傅里叶变换可转化为二维点源,但相比二维线源计算还是复杂。基于Matlab编程,采用第一类边界条件,给出了线源直流电法二维有限元数值解法,通过与均匀半空间理论值比较,验证了计算... 直流电法勘探中,三维点源正演计算复杂、计算量大,虽进行傅里叶变换可转化为二维点源,但相比二维线源计算还是复杂。基于Matlab编程,采用第一类边界条件,给出了线源直流电法二维有限元数值解法,通过与均匀半空间理论值比较,验证了计算结果的正确性;再建立高阻、低阻地电模型,并采用单边供电和双边供电分别对其响应进行比较和分析,得到了相应的视电阻率断面图。结果表明单边供电可以准确反映异常体在纵向上的位置,而双边供电更能准确反应异常体的横向位置和形态。论文研究为生产实际提供了理论依据。 展开更多
关键词 线源直流电法 第一类边界条件 有限元 二维 单(双)边供电
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基于多重网格有限元法的大地电磁二维正演计算研究
4
作者 杨振威 李晓斌 +1 位作者 刘仰光 赵秋芳 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2019年第3期1132-1138,共7页
为提高大地电磁正演计算速度,开展了基于多重网格有限元法的大地电磁二维正演模拟计算研究.将稳定双共轭梯度算法作为多重网格法的细网格松弛迭代算法,插值算子采用完全加权算子,限制算子设计基于网格单元面积率,使多重网格法更适于求... 为提高大地电磁正演计算速度,开展了基于多重网格有限元法的大地电磁二维正演模拟计算研究.将稳定双共轭梯度算法作为多重网格法的细网格松弛迭代算法,插值算子采用完全加权算子,限制算子设计基于网格单元面积率,使多重网格法更适于求解大型复系数方程组.二维均匀半空间模型、低阻体模型和高阻体模型的大地电磁正演模拟结果表明:当计算量较小时(网格剖分数量少),多重网格法在计算效率方面并未有优势,网格剖分数量较大时,多重网格有限元算法在收敛速度方面的优势明显,多重网格有限元法的大地电磁正演精度优于一般数值算法.这为三维多重网格有限元的大地电磁正演研究奠定了基础. 展开更多
关键词 多重网格法 大地电磁法 二维 计算效率
频率域航空电磁法人机交互式二维正演研究 预览
5
作者 谭林 周道卿 +1 位作者 宁墨奂 秦溱 《物探与化探》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期798-803,共6页
研究了频率域航空电磁法的电磁场理论、边界条件、有限元单元法求解等内容,重点介绍了网格剖分原理,实现了人机交互网格剖分软件以及二维有限单元数值模拟算法。通过二维数值模拟计算,了解了圆柱体模型的响应曲线特征,提高了频率域航空... 研究了频率域航空电磁法的电磁场理论、边界条件、有限元单元法求解等内容,重点介绍了网格剖分原理,实现了人机交互网格剖分软件以及二维有限单元数值模拟算法。通过二维数值模拟计算,了解了圆柱体模型的响应曲线特征,提高了频率域航空电磁数据的解释水平。 展开更多
关键词 频率域 航空电磁法 人机交互 二维
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复杂地形条件下大地电磁二维正反演研究 预览
6
作者 何凯 唐新功 +2 位作者 田刚 龚伟成 马力 《能源与环保》 2017年第12期4-7,共4页
为了研究地形起伏对野外勘探结果的影响,对不同地形条件下地质模型进行正演模拟并进行反演计算,分析大地电磁在不同地形条件下的勘探效果。设计了均匀半空间、层状半空间下的各种地形的正演地质模型,并进行反演计算,得到对应的反演... 为了研究地形起伏对野外勘探结果的影响,对不同地形条件下地质模型进行正演模拟并进行反演计算,分析大地电磁在不同地形条件下的勘探效果。设计了均匀半空间、层状半空间下的各种地形的正演地质模型,并进行反演计算,得到对应的反演剖面图。对比计算结果发现,无论在均匀半空间还是在层状半空间,地形起伏对勘探结果均会造成影响。 展开更多
关键词 大地电磁 复杂地形 二维 二维 均匀半空间 层状半空间
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瞬变电磁法二维正演数值模拟及在工程勘察中的应用效果分析 被引量:1
7
作者 谭新平 徐志敏 +1 位作者 辛会翠 李晋 《工程勘察》 2016年第7期68-75,共8页
工程勘察中,岩溶以及地层脱空给工程安全带来严重安全隐患,应用钻探手段查明此类地质问题代价较大,此时应用经济有效的地球物理技术探测地下地质异常体,可以在节约成本的同时达到解决地质问题的目的。本文首先通过2-D瞬变电磁正演模拟,... 工程勘察中,岩溶以及地层脱空给工程安全带来严重安全隐患,应用钻探手段查明此类地质问题代价较大,此时应用经济有效的地球物理技术探测地下地质异常体,可以在节约成本的同时达到解决地质问题的目的。本文首先通过2-D瞬变电磁正演模拟,分析正演模拟结果,然后结合地质钻探结果,分析瞬变电磁法在探测岩溶及地层脱空等地质问题的应用效果。结果表明,瞬变电磁法可以有效地探测岩溶及地层脱空等地质问题,适合作为工程勘察辅助手段加以应用。 展开更多
关键词 瞬变电磁法 二维 工程勘察
基于可控源音频大地电磁二维反演的MPI并行算法研究 预览 被引量:1
8
作者 汪茂 谭捍东 刘晓 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第31期12-17,共6页
可控源音频大地电磁(CSAMT)是以岩石的电性差异为基础和前提的勘探方法。该方法采用了人工场源,弥补了天然场源信号微弱、不易观测等缺点,已被广泛应用到矿产普查、油气勘探、水文环境等方面,并发挥了巨大的作用。基于CSAMT根据各频... 可控源音频大地电磁(CSAMT)是以岩石的电性差异为基础和前提的勘探方法。该方法采用了人工场源,弥补了天然场源信号微弱、不易观测等缺点,已被广泛应用到矿产普查、油气勘探、水文环境等方面,并发挥了巨大的作用。基于CSAMT根据各频率依次独立处理数据的特点,采用了MPI并行运算方法,用多个进程同时来计算各频率数据,最后再将数据进行收集,得到最后的计算结果。通过对正演和反演的计算结果图的比较,验证了程序的正确性。对并行算法的效率进行了统计,进程数为2-5时,加速比能达到1.9-4.5,极大的提高了计算效率。 展开更多
关键词 可控源音频大地电磁 二维 数据空间OCCAM反 并行运算
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基于OpenMP大地电磁二维正演的并行计算 预览
9
作者 颜文琴 李风豪 常德才 《云南地质》 2016年第1期108-113,共6页
本文采用有限元方法,在Win7操作系统下,基于OpenMP并行编程模式实现了任意频点数的大地电磁二维正演并行化.验证并行程序的正确性后,又对一个模型进行了计算.结果表明,当开启4个线程时两者都达到了2.3-2.6倍的加速比.事实证明对于多核... 本文采用有限元方法,在Win7操作系统下,基于OpenMP并行编程模式实现了任意频点数的大地电磁二维正演并行化.验证并行程序的正确性后,又对一个模型进行了计算.结果表明,当开启4个线程时两者都达到了2.3-2.6倍的加速比.事实证明对于多核单机来说,OpenMP是一种简单有效的并行方法,可以充分利用多核的处理能力. 展开更多
关键词 大地电磁 二维 并行计算 OPENMP
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大地电磁测深TM模式二维有限差分正演研究 预览
10
作者 陈斌 《能源与环境》 2016年第4期17-17,21共2页
从MAXWELL方程出发推导TM模式下的大地电磁二维的基本方程,同时采用复数运算法则将基本方程分解成实部和虚部两部分。首先采用有限差分技术实现了方程离散及边界条件的设置,得到了磁场实部和虚部线性方程组;其次,采用行压缩存储和不完... 从MAXWELL方程出发推导TM模式下的大地电磁二维的基本方程,同时采用复数运算法则将基本方程分解成实部和虚部两部分。首先采用有限差分技术实现了方程离散及边界条件的设置,得到了磁场实部和虚部线性方程组;其次,采用行压缩存储和不完全LU双共轭梯度算法实现了线性方程组的求解。设计了均匀半空间模型进行了算法的验证。在此基础上设计了典型组合模型并实现了正演模拟,总结和归纳了TM模式下MT响应特征。 展开更多
关键词 大地电磁法 有限差分法 TM模式 二维
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隧道检测中基本形状空洞探地雷达图像特征 被引量:6
11
作者 杜良 刘树才 +2 位作者 梁棋念 杨冲 郝晓宁 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2015年第6期2892-2896,共5页
空洞是隧道检测的重点探测病害之一,为了进一步提高探测空洞的水平,本文针对隧道衬砌中经常出现空洞的基本形状进行研究.以探地雷达理论为基础,运用时域有限差分法,建立隧道衬砌中圆形、矩形和直角三角形空洞的二维模型,进行探地雷达二... 空洞是隧道检测的重点探测病害之一,为了进一步提高探测空洞的水平,本文针对隧道衬砌中经常出现空洞的基本形状进行研究.以探地雷达理论为基础,运用时域有限差分法,建立隧道衬砌中圆形、矩形和直角三角形空洞的二维模型,进行探地雷达二维正演模拟.利用PVC管制作圆形空洞,利用纸板制作矩形和直角三角形空洞,依次将物理空洞模型分别埋于砂槽中,应用探地雷达进行探测.并在现场探测各种形状的空洞.数值模拟、实验和实测结果表明:探地雷达可以探测到圆形、矩形和直角三角形空洞的存在,分别可以确定圆心的水平位置,矩形的水平分布范围和直角三角形的水平分布范围.该研究对不同形状空洞的图像解释具有指导和参考作用. 展开更多
关键词 探地雷达 空洞 有限差分 二维 形状
磁化率参数对大地电磁响应的影响研究 被引量:2
12
作者 刘应冬 谭捍东 宋文杰 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2014年第5期2040-2046,共7页
常规的大地电磁数据处理方法一般假定地下介质是无磁性的,但磁化率也是岩(矿)石的重要参数之一.本文推导了磁化率的二维正演公式,应用有限单元法实现正演模拟,建立不同地质模型,分析研究磁化率参数对正演响应的影响规律.结果表明:当... 常规的大地电磁数据处理方法一般假定地下介质是无磁性的,但磁化率也是岩(矿)石的重要参数之一.本文推导了磁化率的二维正演公式,应用有限单元法实现正演模拟,建立不同地质模型,分析研究磁化率参数对正演响应的影响规律.结果表明:当地下地质体具有磁性时,大地电磁数据包含有磁化率参数的影响,随着磁化率的增大,这种影响的幅度相应增大,磁化率参数对TM模式的正演响应影响强于TE模式,高阻地质体比低阻体对磁化率更加灵敏.磁化率参数的正反演研究,对有磁性地质体地区的MT数据的有效应用和减小地球物理多解性问题据提供了新的依据. 展开更多
关键词 MT 磁化率 有限单元法 二维
预应力梁板中塑料波纹管注浆饱满度探地雷达检测 被引量:4
13
作者 杜良 刘树才 +3 位作者 王齐仁 梁棋念 郭伟红 周璇 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2014年第6期2880-2885,共6页
为了探讨预应力梁板中塑料波纹管注浆饱满度,本文以探地雷达理论为基础,运用时域有限差分法,建立塑料波纹管中空洞在不同位置模型,进行探地雷达二维正演模拟,模拟结果表明运用2.6G天线可以检测到钢绞线底部和上部的空洞;将该型号天线应... 为了探讨预应力梁板中塑料波纹管注浆饱满度,本文以探地雷达理论为基础,运用时域有限差分法,建立塑料波纹管中空洞在不同位置模型,进行探地雷达二维正演模拟,模拟结果表明运用2.6G天线可以检测到钢绞线底部和上部的空洞;将该型号天线应用于某大桥预应力梁板检测中,对典型雷达图像进行打钻验证,与检测结果相符.综合模拟和现场探测结果表明,探地雷达法使用2.6G天线检测预应力梁板中塑料波纹管注浆饱满度是可行的. 展开更多
关键词 探地雷达 时域有限差分 二维 波纹管检测 饱满度
不完全LU分解预条件BICGSTAB算法实现感应测井二维FDFD快速正演模拟 预览 被引量:3
14
作者 熊杰 邹长春 孟小红 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1283-1288,共6页
在柱坐标系下推导了二维感应测井差分格式,采用频率域有限差分方法求解感应测井正演问题。针对差分近似得到的线性方程组系数矩阵是大型稀疏复系数病态矩阵求解困难等问题,采用不完全LU分解预条件的稳定双共轭梯度(BICGSTAB)算法求解... 在柱坐标系下推导了二维感应测井差分格式,采用频率域有限差分方法求解感应测井正演问题。针对差分近似得到的线性方程组系数矩阵是大型稀疏复系数病态矩阵求解困难等问题,采用不完全LU分解预条件的稳定双共轭梯度(BICGSTAB)算法求解该线性方程组。研究结果表明,本算法具有速度快、精度高和稳定性好等优点,能有效提高感应测井正演模拟的效率和精度。 展开更多
关键词 感应测井 频率域有限差分 二维 不完全LU分解 稳定双共轭梯度法
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珠江口盆地白云凹陷裂后异常沉降的数值模拟 被引量:11
15
作者 廖杰 周蒂 +2 位作者 赵中贤 张云帆 徐子英 《中国科学:地球科学》 CSCD 北大核心 2011年第4期504-517,共14页
白云凹陷是珠江口盆地最深的凹陷,中心处沉积物厚度达12.5km以上,其中30Ma破裂不整合面以上厚度达6.5km以上.按照张裂盆地构造发育的理论模型,如McKenzie的经典理论模型,裂后由于冷却收缩而产生的盆地沉降随时间的变化是岩石圈伸展系数... 白云凹陷是珠江口盆地最深的凹陷,中心处沉积物厚度达12.5km以上,其中30Ma破裂不整合面以上厚度达6.5km以上.按照张裂盆地构造发育的理论模型,如McKenzie的经典理论模型,裂后由于冷却收缩而产生的盆地沉降随时间的变化是岩石圈伸展系数的函数,可以计算出来.白云凹陷裂后期的实测沉降量是否大于应用理论模型计算的热沉降量,即是否存在裂后异常沉降?为了回答这一问题,本文将实测与理论裂后沉降量进行对比.实测裂后沉降可通过回剥去除沉积物荷载等因素引起的沉降而得到,但理论热沉降的计算则需要知道盆地的岩石圈伸展系数,后者是未知的.本文设计了正演模拟和反演回剥相结合的方法解决这一问题,即应用基于挠曲悬臂梁模型的二维模拟方法正演模拟白云凹陷的幕式张裂过程,通过试错达到实测的张裂期剖面形态,从而获得岩石圈的伸展系数,计算出理论的裂后热沉降,并与回剥得到的实测裂后沉降量进行对比.结果不仅表明白云凹陷的确存在裂后异常沉降,而且揭示了异常沉降的时空特征:30Ma以来,快速沉降主要发生在17.5~13.8Ma;凹陷中心的异常沉降量最大,达2km,其次为凹陷南侧的异常沉降量,明显大于凹陷北侧;根据凹陷两端的异常沉降量没有降低的趋势,推测向凹陷北部的陆架区和凹陷南部的洋盆方向依然存在裂后异常沉降.正演灵敏度实验还表明,白云凹陷的张裂期剖面形态只能通过低角度(≤13°)的边界断层的伸展来获得.针对可能引起白云凹陷裂后异常沉降的机制,初步探讨了几种可能机制,认为东亚季风增强导致的沉积物供给量增加以及由此导致的下地壳流动可能是主要原因. 展开更多
关键词 裂后异常沉降 二维回剥 二维 白云凹陷 珠江口盆地
海堤探地雷达探测模型试验研究 预览 被引量:4
16
作者 宋华 王立忠 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期2826-2833,共8页
针对探地雷达在海堤探测中的应用,制作试验模型。试验在不同盐水浸没深度下进行,通过把实测结果与FDTD二维正演模拟进行对比验证,在波形图中识别反射面位置,并计算双程走时差,结合波速来得到各断面底界埋深和形态。就盐水对探测的影响... 针对探地雷达在海堤探测中的应用,制作试验模型。试验在不同盐水浸没深度下进行,通过把实测结果与FDTD二维正演模拟进行对比验证,在波形图中识别反射面位置,并计算双程走时差,结合波速来得到各断面底界埋深和形态。就盐水对探测的影响进行评估,试验结果表明,不含海水时探地雷达可以很好地识别海堤的抛石底界。在海水浸没条件下,介质的介电常数和电导率会明显增大;同时,探测误差也随浸没深度而增大,界面形态变平缓。利用正演模拟得到的线性影响线特性,对模型试验的误差进行修正,以此为探地雷达在海堤的实际应用提供参考和依据。 展开更多
关键词 地球物理 探地雷达 抛石海堤 模型试验 介电常数 二维 抛石底界
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起伏地形下线源频率域电磁场二维正演模拟 预览 被引量:2
17
作者 柳建新 高远 +1 位作者 童孝忠 陈发裕 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2011年第3期 948-953,共6页
为了研究地形对线源频率域电磁测深测量结果的影响,本文介绍了起伏地形下的线源频率域电磁场的二维正演模拟方法.在正演模拟过程中采用有限单元法,首先为了模拟起伏地形,用三角形单元时研究区域进行网格剖分;然后再对每个单元进行... 为了研究地形对线源频率域电磁测深测量结果的影响,本文介绍了起伏地形下的线源频率域电磁场的二维正演模拟方法.在正演模拟过程中采用有限单元法,首先为了模拟起伏地形,用三角形单元时研究区域进行网格剖分;然后再对每个单元进行线性插值、积分、总体合成;最后通过求解线性方程组得出地表的电磁响应.文章最后给出了山谷与山脊模型的数值模拟结果,通过模拟结果的对比可知:下凹地形对线源频率域电磁测深测量结果的影响小,而上凸地形则对线源频率域电磁测深测量结果的影响较大. 展开更多
关键词 频率域电磁法 有限单元法 二维 地形 线源
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不完全LU分解预处理的BICGSTAB算法在大地电磁二维正演模拟中的应用 预览 被引量:36
18
作者 柳建新 蒋鹏飞 +3 位作者 童孝忠 徐凌华 谢维 王浩 《中南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期 484-491,共8页
基于双二次插值的有限单元法求解大地电磁二维正演问题,以不均匀网格剖分为基础,推导出大地电磁响应的计算公式。针对有限单元法最后形成一个线性方程组,系数矩阵是大型稀疏的带状对称正定复系数矩阵,并且其条件数远大于1,为严重... 基于双二次插值的有限单元法求解大地电磁二维正演问题,以不均匀网格剖分为基础,推导出大地电磁响应的计算公式。针对有限单元法最后形成一个线性方程组,系数矩阵是大型稀疏的带状对称正定复系数矩阵,并且其条件数远大于1,为严重病态矩阵,求解其对应方程组会遇到很多困难等问题,采用不完全LU分解(即上三角与下三角分解)处理的稳定双共轭梯度算法(BICGSTAB算法)求解该线性方程组,通过对层状介质和二维模型电磁响应进行计算,获得二维大地电磁的视电阻率曲线和阻抗相位曲线。研究结果表明,BICGSTAB算法具有速度快、精度高和稳定性好等优点。 展开更多
关键词 大地电磁 有限单元法 二维 不完全LU分解 BICGSTAB算法
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大地电磁测深二维正演中辅助场的新算法 预览 被引量:13
19
作者 马为 陈小斌 赵国泽 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期 525-533,共9页
文中提出一种计算大地电磁二维正演辅助场的新方法。在主场满足线性插值基函数的前提下,通过构建二次插值基函数来提高辅助场计算中数值求导的精度。通过与线性插值函数法的计算结果进行对比,证明该算法在基本不增加计算量的同时可以... 文中提出一种计算大地电磁二维正演辅助场的新方法。在主场满足线性插值基函数的前提下,通过构建二次插值基函数来提高辅助场计算中数值求导的精度。通过与线性插值函数法的计算结果进行对比,证明该算法在基本不增加计算量的同时可以大幅度提高大地电磁二维正演精度。文中还研究了网格对辅助场计算的影响,结果表明二次插值法较线性插值法对网格的要求更为宽松。此外还以均匀半空间模型为例讨论了地表网格纵向间距与模型之间的关系,这对正演计算中的网格设计有参考意义。 展开更多
关键词 大地电磁 辅助场 二维 有限元直接迭代算法 二次插值 网格
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二维有限元大地电磁正演模拟在Matlab上的实现 预览 被引量:6
20
作者 张昆 魏文博 叶高峰 《地震地磁观测与研究》 2008年第5期 83-88,共6页
Matlab高级语言开发平台对矩阵的计算简便快速,并且绘图输出文件方便。以这些特点为契机,在Matlab平台上,讨论利用有限单元法实现二维大地电磁正演的问题,推导出相应的公式,计算地表或海底视电阻率及相位,并与解析解以及主流方法... Matlab高级语言开发平台对矩阵的计算简便快速,并且绘图输出文件方便。以这些特点为契机,在Matlab平台上,讨论利用有限单元法实现二维大地电磁正演的问题,推导出相应的公式,计算地表或海底视电阻率及相位,并与解析解以及主流方法结果对比,证实了本文方法的正确性。 展开更多
关键词 MATLAB 二维 MT 有限元
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