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三维电磁有限元并行模拟与多进制反演
三维电磁有限元并行模拟与多进制反演
教师介绍

本讲教师:蔡红柱
所属学科:理科
人  气:607

课程介绍
报告人简介:蔡红柱,中国地质大学教授,博士生导师。2015年在美国犹他大学获得地球物理学博士学位。先后在美国犹他大学、丹麦奥胡斯大学任博士后研究员、助理教授等职务。2018年通过国家高层次人才计划青年项目引进回国工作。 主要从事地球物理方法在石油、矿产、地下水等资源勘探领域的研究工作。在地球物理电磁、重力与地磁法数据模拟成像等研究方面取得了一系列成果,在勘探地球物理领域国际一流期刊上发表论文20余篇。 先后承担欧盟Horizon2020项目课题及国家自然科学基金面上项目各一项。现任中国地球物理学会第五届工程地球物理专委会委员,2018年任第七届国际航空电磁研讨会技术委员会委员、分会场主席。2019年担任中国地球科学联合学术年会48专题召集人,第7届三维电磁国际研讨会(将于2021年在武汉举办)的大会共同召集人。 报告内容简介:电磁法是一种基于电磁感应原理的地球物理勘探方法,已被广泛应用于能源,矿产,地下水资源勘探等领域。随着计算技术的快速发展,电磁法数据资料处理方法也开始从传统的一维、二维反演向三维反演转变。近年来国内外学者在三维电磁正反演领域开展了大量的研究,但目前业内缺乏电磁法(特别是可控源电磁法)三维正反演领域的开源平台。常用的电磁数值模拟方法主要包括限差分法、积分方程法、有限体积法以及有限元法。为避免常规节点有限元模拟带来的伪解问题并精确模拟地形影响,我们采用基于不规则网格的矢量有限元方法在频率域及时间域对电磁法数据进行精确模拟。在数值模拟中充分考虑激发极化效应(激电效应)对电磁场的影响。在时间域电磁法数据模拟中考虑激电效应的困难在于需要求解含分数导数(卷积)的Maxwell方程组。在前人的研究中通常是采用在频率域进行模拟转换的方法避免这一问题。我们提出了基于自适应Padé级数的方法有效的解决了这一难题。在三维正演平台的基础上开发出了基于不规则网格矢量有限元法的频率域及时间域电磁法高效并行反演方法。为进一步提高电磁法数据成像的分辨率,改善传统电磁法数据反演不能精确识别物性分界面的问题,我们将多进制变换的方法拓展至三维电磁数据反演。研究结果显示,基于多进制变换的电磁法数据反演可进一步提高电磁法成像的分辨率,得到更清晰的地下岩石物性分界面信息。
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