论文部分内容阅读
大地电磁测深法(MT)是基于岩矿石电性差异,利用天然交变电磁场研究地球电性结构的有效方法。针对此方法开展的正反演数值模拟问题,国内外学者已经提出多种方法并取得较好效果。本文结合当前MT二维正反演问题存在的一些问题,并在正反演过程中同时考虑电阻率和磁导率异常影响,开展了基于二次场算法的MT数值模拟的算法探讨。本文从麦克斯韦方程组出发,导出了同时考虑电阻率与磁导率异常的大地电磁法二次场方程;为了提高计算精度与效率、简化计算节点生成,采用了格林定理处理二次场方程源项,并利用二次场算法进行了模型试算,采用了基于二叉树结构的三角单元剖分的有限单元法,推导出了双线性与双二次插值的单元刚度矩阵表达式;分别对电阻率异常及磁导率异常模型进行了试算。数值计算结果表明,二次场算法无需对场源区域剖分,可有效的减小计算区间,提高了计算效率;与总场算法相比二次场算法边界处理简单;二次场算法有利用提高计算精度,解决了低频计算不稳定问题;试算表明,较小的磁导率变化就可对可控源视电阻率产生明显影响,使电阻率增大。本文基于Tikhonov提出的正则化反演理论,针对目标函数的最优化求解及正则化因子的确定问题,分析了几种常用的的最优化方法,并选取拟牛顿法作为目标函数进行最优化求解;其次,采用修正的“L-Curve”方法求解正则化因子,改善了正则化因子的选取精度,提高了反演精度和速率,并在算例中得到了验证。