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基于拟态有限体积法的频率域可控源三维正演计算
被引量：
22
1
作者
彭荣华
胡祥云
+1 位作者
韩波
蔡建超
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第10期3927-3939,共13页
大规模地球物理电磁数据的定量解释需要发展高效、稳定的三维正反演算法.本文通过求解离散化的三维电场矢量Helmholtz方程,实现了基于有限体积法的频率域可控源电磁(CSEM)三维正演算法.为模拟具有强电性差异的三维电性介质,该算法采用...
大规模地球物理电磁数据的定量解释需要发展高效、稳定的三维正反演算法.本文通过求解离散化的三维电场矢量Helmholtz方程,实现了基于有限体积法的频率域可控源电磁(CSEM)三维正演算法.为模拟具有强电性差异的三维电性介质,该算法采用拟态有限体积法(MFV)对Maxwell方程组进行离散化;另外,为获得稳定、高精度的正演数值结果,采用直接矩阵分解技术来求解离散所得到的大型稀疏线性方程组.对于具有多个发射源的CSEM测量来说,一次矩阵分解结果能够用于同频率下所有场源的正演计算.为降低场源奇异性及边界条件对数值精度的影响,采用虚拟场源校正技术,避免了散射场公式中在构建场源项时所需的大量时间.对于具有多个频率的CSEM的模拟计算,采用分频并行策略来加快三维正演计算.最后,通过与一维层状模型及三维模型的数值结果的对比验证了本文所开发的正演算法对频率域CSEM模拟计算的准确性及有效性,表明该正演算法能够有效应用于三维介质的数值计算.另外,对于多频率CSEM的并行测试结果表明基于分频并行策略的并行计算能够显著地降低正演计算时间.
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关键词
可控源电磁法
有限体积法
虚拟场源校正技术
三维正演
直接分解法
在线阅读
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职称材料
基于高斯牛顿法的频率域可控源电磁三维反演研究
被引量：
24
2
作者
彭荣华
胡祥云
韩波
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第9期3470-3481,共12页
三维反演解释是电磁法勘探发展的重要趋势,而如何提高三维反演的可靠性、稳定性和计算效率是算法开发者们目前的研究重点.本文实现了一种频率域可控源电磁(CSEM)三维反演算法.其中正演基于拟态有限体积法离散化,利用直接矩阵分解技术来...
三维反演解释是电磁法勘探发展的重要趋势,而如何提高三维反演的可靠性、稳定性和计算效率是算法开发者们目前的研究重点.本文实现了一种频率域可控源电磁(CSEM)三维反演算法.其中正演基于拟态有限体积法离散化,利用直接矩阵分解技术来求解大型线性系统方程,不仅准确、稳定,而且特别有利于含有大量发射场源位置的CSEM勘探情况;对目标函数的最优化采用高斯牛顿法(GN),具有近似二次的收敛性;使用预条件共轭梯度法(PCG)求解每次GN迭代所得到的法方程,避免了显式求解和存储灵敏度矩阵,减小了计算量.以上这些方法的结合应用,使得本文的三维反演算法准确、稳定且高效.通过陆地和海洋CSEM勘探场景中的典型理论模型的反演测试,验证了本文算法的有效性.
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关键词
频率域可控源电磁法
三维反演
高斯牛顿法
直接矩阵分解法
预条件共轭梯度法
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职称材料
题名
基于拟态有限体积法的频率域可控源三维正演计算
被引量：
22
1
作者
彭荣华
胡祥云
韩波
蔡建超
机构
中国地质
大学
(武汉)
地球
物理与空间信息
学院
不列颠哥伦比亚大学地球海洋与大气科学学院
中国
海洋
大学
海洋
地球
科学
学院
出处
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第10期3927-3939,共13页
基金
国家自然科学基金(41274077和41474055)
国家重点基础研究发展计划项目(2013CB733200)
+1 种基金
国家留学基金委(201406410020)
湖北省自然科学基金(2015CFA019)联合资助
文摘
大规模地球物理电磁数据的定量解释需要发展高效、稳定的三维正反演算法.本文通过求解离散化的三维电场矢量Helmholtz方程,实现了基于有限体积法的频率域可控源电磁(CSEM)三维正演算法.为模拟具有强电性差异的三维电性介质,该算法采用拟态有限体积法(MFV)对Maxwell方程组进行离散化;另外,为获得稳定、高精度的正演数值结果,采用直接矩阵分解技术来求解离散所得到的大型稀疏线性方程组.对于具有多个发射源的CSEM测量来说,一次矩阵分解结果能够用于同频率下所有场源的正演计算.为降低场源奇异性及边界条件对数值精度的影响,采用虚拟场源校正技术,避免了散射场公式中在构建场源项时所需的大量时间.对于具有多个频率的CSEM的模拟计算,采用分频并行策略来加快三维正演计算.最后,通过与一维层状模型及三维模型的数值结果的对比验证了本文所开发的正演算法对频率域CSEM模拟计算的准确性及有效性,表明该正演算法能够有效应用于三维介质的数值计算.另外,对于多频率CSEM的并行测试结果表明基于分频并行策略的并行计算能够显著地降低正演计算时间.
关键词
可控源电磁法
有限体积法
虚拟场源校正技术
三维正演
直接分解法
Keywords
Controlled-source electromagnetic
Mimetic finite volume method
3D forward modeling
Source correction technique
Direct solver
分类号
P631 [天文地球—地质矿产勘探]
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职称材料
题名
基于高斯牛顿法的频率域可控源电磁三维反演研究
被引量：
24
2
作者
彭荣华
胡祥云
韩波
机构
中国地质
大学
(武汉)
地球
物理与空间信息
学院
不列颠哥伦比亚大学地球海洋与大气科学学院
中国
海洋
大学
海洋
地球
科学
学院
出处
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第9期3470-3481,共12页
基金
国家自然科学基金(41274077
41474055)
+2 种基金
国家重点基础研究发展计划项目(2013CB733200)
国家留学基金委(201406410020)
湖北省自然科学基金(2015CFA019)联合资助
文摘
三维反演解释是电磁法勘探发展的重要趋势,而如何提高三维反演的可靠性、稳定性和计算效率是算法开发者们目前的研究重点.本文实现了一种频率域可控源电磁(CSEM)三维反演算法.其中正演基于拟态有限体积法离散化,利用直接矩阵分解技术来求解大型线性系统方程,不仅准确、稳定,而且特别有利于含有大量发射场源位置的CSEM勘探情况;对目标函数的最优化采用高斯牛顿法(GN),具有近似二次的收敛性;使用预条件共轭梯度法(PCG)求解每次GN迭代所得到的法方程,避免了显式求解和存储灵敏度矩阵,减小了计算量.以上这些方法的结合应用,使得本文的三维反演算法准确、稳定且高效.通过陆地和海洋CSEM勘探场景中的典型理论模型的反演测试,验证了本文算法的有效性.
关键词
频率域可控源电磁法
三维反演
高斯牛顿法
直接矩阵分解法
预条件共轭梯度法
Keywords
Frequency-domain CSEM
3Dinversion
Gauss-Newton
Direct solver
Preconditioned conjugate gradient
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
发文年
被引量
操作
1
基于拟态有限体积法的频率域可控源三维正演计算
彭荣华
胡祥云
韩波
蔡建超
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
22
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于高斯牛顿法的频率域可控源电磁三维反演研究
彭荣华
胡祥云
韩波
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
24
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职称材料
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