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重力异常场空间-波数混合域三维数值模拟
被引量：
6
1
作者
戴世坤
陈轻蕊
+1 位作者
李昆
凌嘉宣
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第5期2107-2119,共13页
重力勘探中复杂条件下的三维正演计算量大存储要求高,使得这种条件下重力勘探高效、精细正反演变得困难.针对这一问题,提出一种空间-波数混合域数值模拟方法,该方法将空间域引力位积分进行水平方向二维傅里叶变换,将三维空间域卷积问题...
重力勘探中复杂条件下的三维正演计算量大存储要求高,使得这种条件下重力勘探高效、精细正反演变得困难.针对这一问题,提出一种空间-波数混合域数值模拟方法,该方法将空间域引力位积分进行水平方向二维傅里叶变换,将三维空间域卷积问题转换为多个不同波数之间相互独立的空间垂向一维积分问题,一维积分垂向可离散为多个单元积分之和,每个单元采用二次形函数表征密度变化,可得出单元积分的解析表达式.该方法计算量和存储需求少,算法高度并行;保留垂向为空间域,优势之一在于可根据实际情况合理调整单元疏密程度,准确模拟任意复杂地形和密度异常体的重力异常,兼顾计算精度与计算效率;优势之二在于用形函数拟合求得积分的解析解,计算精度和效率高;充分利用一维形函数积分的高效和高精度,不同波数之间一维积分高度并行性及快速傅里叶变换的高效性,实现重力异常场三维数值模拟.设计棱柱体模型,通过数值解和解析解对比验证了该方法的正确性、适用性和高效性.针对任意复杂地形条件下的重力场及其张量的模拟问题,提出一种快速算法,对其有效性进行了验证.探究标准FFT法的截断效应对计算精度的影响,对比分析Gauss-FFT法和标准FFT扩边法两种方法的计算精度和效率,总结了二者的选取策略,结果表明选用标准FFT扩边法计算效率更高.实际地形的数值模拟表明本文算法适用于任意复杂地形的高效计算.
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关键词
重力数值模拟
空间-波数混合域
傅里叶变换
形函数积分
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职称材料
题名
重力异常场空间-波数混合域三维数值模拟
被引量：
6
1
作者
戴世坤
陈轻蕊
李昆
凌嘉宣
机构
中南大学地球科学与信息物理学院
中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室
出处
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第5期2107-2119,共13页
基金
国家自然科学基金项目(41574127)
国家科技重大专项(2018YFC0603602)
中南大学研究生自主创新项目(2018zzts200,2018zzts203)联合赞助.
文摘
重力勘探中复杂条件下的三维正演计算量大存储要求高,使得这种条件下重力勘探高效、精细正反演变得困难.针对这一问题,提出一种空间-波数混合域数值模拟方法,该方法将空间域引力位积分进行水平方向二维傅里叶变换,将三维空间域卷积问题转换为多个不同波数之间相互独立的空间垂向一维积分问题,一维积分垂向可离散为多个单元积分之和,每个单元采用二次形函数表征密度变化,可得出单元积分的解析表达式.该方法计算量和存储需求少,算法高度并行;保留垂向为空间域,优势之一在于可根据实际情况合理调整单元疏密程度,准确模拟任意复杂地形和密度异常体的重力异常,兼顾计算精度与计算效率;优势之二在于用形函数拟合求得积分的解析解,计算精度和效率高;充分利用一维形函数积分的高效和高精度,不同波数之间一维积分高度并行性及快速傅里叶变换的高效性,实现重力异常场三维数值模拟.设计棱柱体模型,通过数值解和解析解对比验证了该方法的正确性、适用性和高效性.针对任意复杂地形条件下的重力场及其张量的模拟问题,提出一种快速算法,对其有效性进行了验证.探究标准FFT法的截断效应对计算精度的影响,对比分析Gauss-FFT法和标准FFT扩边法两种方法的计算精度和效率,总结了二者的选取策略,结果表明选用标准FFT扩边法计算效率更高.实际地形的数值模拟表明本文算法适用于任意复杂地形的高效计算.
关键词
重力数值模拟
空间-波数混合域
傅里叶变换
形函数积分
Keywords
Gravity anomaly field numerical simulation
Space-wave number mixing domain
Fourier transform
Shape function integral
分类号
P631 [天文地球—地质矿产勘探]
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职称材料
题名
作者
出处
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被引量
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1
重力异常场空间-波数混合域三维数值模拟
戴世坤
陈轻蕊
李昆
凌嘉宣
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
6
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职称材料
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