基于GEMTIP模型的CR三维有限元数值模拟

本文提出了基于广义等效介质激电(GEMTIP)模型的复电阻率三维有限元数值模拟方法,首先介绍了GEMTIP模型及在不同参数影响下的复电阻率变化特征,而后给出双点电源的复电阻率法三维正演所满足的变分问题,采用六面体单元对研究区域进行网格剖分,在单元内对复电位、复电导率均进行线性插值,将变分方程转为线性方程组;采用不完全LU分解的稳定双共轭梯度算法(BICGSTAB算法)求解线性方程组,得到异常复电位值.设计一个两层极化大地模型,将数值解与解析解进行对比,验证了文中算法的正确性.设计两个典型地电模型的数值模拟结果表明,采用GEMTIP模型研究宏观尺度下的激电效应是有效的,可为进一步研究复电阻率异常响应特征提供一种新的途径.     

基于二次场算法的时间域激电2.5D有限元正演

二次场算法是提高时域激电正演计算精度的有效方法之一,能很好处理场源奇异问题。研究工作首先通过引入Cole-Cole模型,推导了在此模型下复电阻率二次场满足的边值问题;并利用有限单元法进行数值计算。然后通过Guptasarma滤波算法,实现了频率域激电到时域激电的转换,改变了传统求解时域激电的方法。为了提高计算效率,首先对边界采取近似处理。经处理的刚度矩阵只与供电频率及波数有关,而与供电点位置无关。其次设计了基于图论理论的矩阵重排与填入元分析算法,实现了矩阵的LDLT分解,从而实现了基于二次场算法的时间域2.5维激电正演的快速算法。利用快速算法,计算并分析了视电阻率、视极化率异常特征;其次通过计算频散率异常特征,验证了极化率与频散率对异常体响应具有相似性。     

位移电流在偶极源电磁测深中的影响研究

采用基于电型源和磁型源的矢量势导出了在电偶极源激励下的层状地球中的频率域电磁响应的表达式;并通过G-S逆拉氏变换在时间域中对其结果进行了验证。研究了K、H型三层地电模型,得出忽略位移电流时使得垂直磁场Hz振幅、相位观察值增大,而在高频时忽略位移电流对水平电场Ex振幅和相位几乎没有任何影响。在K型的地电模型的Hz计算中,高阻层越厚,忽略位移电流就对计算结果产生影响的起始频率越小。而在H型模型中,忽略位移电流的影响出现的起始频率与低阻层的厚度变化没有关系。     

运用对称四极测深研究层状极化介质频谱特征

不考虑电磁感应,用Cole-Cole模型表征极化介质复电阻率,正演计算对称四极装置测深2种典型层状极化介质频谱激电谱曲线和其2个极距的频谱.计算结果表明,时间常数值较大的极化层(如炭层等)所反映的相位曲线,当频率为0.01～1 000 Hz时,随着频率提高,相位负异常递减;时间常数τ值较小(如块状硫化物等)的极化层反映的相位谱与τ值较大的极化层所反映的规律不同;在同样的频率范围内,随着激发频率的提高,相位负异常递增,而后又递减;时间常数τ值较大的极化层的相位频谱特征频率要远远小于τ值较小的极化层的相位频谱特征频率.这些谱特征为区分矿与非矿提供了理论依据.     

GEMTIP模型的广义趋肤深度计算及极化参数提取

在电磁探测过程中,感应场和极化场并存,如果不考虑介质的极化效应,成像结果存在明显误差,为此,基于平面波理论和广义诱导极化有效介质理论GEMTIP(Generalized Effective-Medium Theory of Induced Polarization)模型,在频域上推导了GEMTIP模型的广义趋肤深度公式。通过与经典趋肤深度的比较,验证了GEMTIP模型的广义趋肤深度的准确性。GEMTIP模型的广义趋肤深度计算主要与电阻率及体积分数有关。采取BP(Back Propagation)神经网络反演方法进行参数提取,通过构建合理的数据样本集,使训练误差达到精度要求,得到输入输出数据之间的映射关系。讨论了几种典型的三层地质模型结构,在考虑极化效应时,验证GEMTIP模型的广义趋肤深度公式提高了地下极化介质的识别精度。     

基于Dias模型的天然场激发极化法有效参数

为了从天然场源较强的电磁效应中提取有效的激电异常参数,找到能与目标介质物性和电化学过程相关的物理量进行异常评价,通过提出相位峰值偏移距和相对视频散率参数作为一对充要条件用以评价激电异常,同时选用表征频率域激电精度较高且参数丰富的Dias模型进行一维层状模型正演计算,通过分析复电阻率的相位特征验证相位峰值偏移距的有效性和...     

化石沟铜矿地质地球物理特征及找矿模型

化石沟铜矿产于华力西晚期侵入岩的闪长岩、石英闪长岩、石英闪长玢岩、英云闪长岩、英云闪长斑岩和接触带中,属斑岩型铜矿床。矿床的矿物组合有较强的导电性,围岩的背景视极化率（ηg）在2％～5％之间。矿床激电异常呈近南北向条带状展布,连续性好。单层矿致视电阻率（ρg）异常呈峡谷状、两侧梯度较陡,视极化率（ηg）异常形态平缓、梯度极缓;多层矿致视极化率（ηg）异常呈尖峰状,两侧梯度较陡,且两侧产状不对称,是激电找隐伏矿的地质—地球物理标志。经勘查验证激电方法是寻找隐伏矿的有利手段。     

物探方法在青海哈日扎矿区找矿中的应用

为确定哈日扎V矿带含矿破碎带的位置、展布方向、规模及矿体产状,通过应用激电中梯剖面测量、激电联合剖面测量方法,并结合区内地质矿产特性以及岩石物理性质确定了视极化率异常。测试表明:矿石的极化率平均为6.76%,电阻率平均为2 705Ω·m,呈现低阻高极化的特征;根据激电中梯剖面异常曲线圈定了一条长3.2 km的高极化带,视极化率最高值为8%;激电联合剖面曲线特征显示极化体向南倾斜,倾角较陡;钻孔验证时发现富集的矿石。两种物探方法的综合利用对该地区寻找受构造控制的热液脉型多金属矿产具有重要指导意义。     

椭球异常体中梯激电异常计算

中梯装置由于采集的数据量有限,通常视为面积性方法而不作定量解释。以中梯装置椭球异常体的激电异常理论为基础,采用坐标旋转、椭圆积分等技术手段推导了水平大地均匀场中任意形态椭球体电场、视极化率和视电阻率解析计算公式,编写了相应程序,为下一步中梯激电实测数据定量反演奠定了基础。     

任丘油田激发极化异常成因的研究

目前,国内外资料普遍认为油气藏上的激电异常主要是由于与类物质运移有关的黄铁矿化所引起的。本文通过对冀中地区激电找油试验工作资料,结合任丘地区地质、水文地质特征和油气生成、运移规律的分析,初步认为油气藏上的激电异常与多种因素有关,任丘油田上的激电异常主要为离子导体的薄膜极化在温度、地下水矿化度、粘土矿物含量等因素的影响下产生,其激电异常与受温度、地下水矿化度、粘土矿物含量影响的极化体电阻率有关。     

基于SIW的频率/极化可重构背腔缝隙天线

针对现有可重构天线难以同时对频率与极化特性进行切换的不足，提出了一种低剖面紧凑型的频率与极化可重构波导背腔天线。天线由基片集成波导(substrate integrated waveguide，SIW)谐振腔和十字型槽线组成。在十字型槽线内加载PIN二极管，通过二极管的导通和断开调整有效谐振长度，达到频率可重构目的。在十字槽线两侧加载短路通孔可重构谐振腔内电场分布，在不改变辐射结构下实现圆极化波与线极化波之间任意切换。2种重构方式的切换结构各位于天线底层与顶层，二者互不影响，且天线制作简单，成本低廉。测试结果表明，天线仿真与实测保持一致，且工作性能良好。     

电场作用下MgS分子电子激发特性的理论研究

以6-311++G(2D)为基函数,采用密度泛函的B3LYP方法优化了不同外电场下MgS分子的稳定几何构型,分析了电偶极矩、电荷分布、HOMO能级、LUMO能级、能隙、红外光谱和谐振频率等随电场的变化情况,利用杂化CIS-DFT( B3 LYP)方法在相同基组下研究了外电场下MgS分子激发态.计算结果表明:分子结构与外...     

电场激励法超前探测原理及仪器发射部分研制

为了丰富和提高煤矿巷道电法超前探测的手段和效率,利用煤岩激发极化和电场同性相斥的基本性质,分析在双频激电电流作用下的约束电场的百分频率效应,得出前方围岩特性来间接判断地质异常。所研制的超前探测仪发射部分采用整流隔离稳压和模块化设计,示波器得到的发射电流波形为双频波,强度可方便调节,达到了设计要求。     

驻极体外静电场对不同参数环孢菌素A贴剂极化特性的影响

以环孢菌素A为模型药物,以不同浓度促渗剂、不同含量模型药物的环孢菌素A贴剂为研究对象,将不同表面电位正极性驻极体产生的外静电场作为电场源,系统研究驻极体引起各类环孢菌素A贴剂的极化规律及其与贴剂参数间的关系.结果显示:驻极体产生的外静电场能引起环孢菌素A贴剂的极化,驻极体的等效表面电位越高,贴剂的极化程度越强;驻极体引起环孢菌素A贴剂的极化与模型药物的含量及促渗剂的浓度密切相关.在特定电场下贴剂的极化强度随模型药物含量和促渗剂浓度的增加而下降;驻极体引起环孢菌素A贴剂的极化程度呈现出:促渗剂的极化 > 模型药物的极化 > 含促渗剂模型药物的极化.结果表明:驻极体外静电场能引起环孢菌素A和促渗剂的极化,极化的环孢菌素A在电场的作用下有望实现可控迁移和释放的目的.      

高压脉冲静电破乳过程水滴的破碎临界电场参数

通过显微试验考察水滴在高压高频脉冲电场作用下的极化变形及失稳破碎过程,研究水滴破碎临界场强、占空比及电场频率的变化规律。结果表明:随占空比的增加,作用于水滴的电场能随之增大,同一脉冲周期内电场施加时间增长,水滴破碎临界场强减小;随电场强度的增加,水滴的极化变形效应愈加明显,水滴的变形弛豫时间缩短,破碎临界占空比减小,临界占空比最小值所对应的电场频率逐渐降低;电场强度一定时,随占空比的增大,水滴的破碎临界频率呈现先增大、后减小的趋势;电场强度、占空比及电场频率三者共同决定了水滴的极化弛豫状态、作用于水滴的电场能以及水滴的振荡频率,其交互作用对水滴的破碎具有重要影响。     

基于非轴对称涡流场的保温管偏心检测

保温管的偏心检测对防腐保温管的生产质量及使用寿命有重要影响。基于偏心检测的原理,提出了一种可消除管道自身形变的涡流传感器布置方式。利用电磁场数值计算方法,对非轴对称涡流场模型进行了数值分析,求得了管道表面的涡流密度与磁感应强度;并验证模型的正确性,分析了管径大小、激励频率对偏心检测中涡流传感器灵敏度的影响。理论上为保温管偏心检测涡流传感器激励频率的选择以及信号的误差分析提供了参考。     

电流场透地通信电场的数学建模与分析

电流场透地通信系统通过收发两端插入地下的电极,以电场电流的形式承载信息数据,完成信号的发送和接收,能够实现超过300米的传输范围,并且具有传输衰减小、天线尺寸小、灵活性好等优势。为了有效提高电流场透地通信系统的性能,了解地下电场的分布是具有十分重要意义的。本文构建了地下电场的三维模型,给出了三个电场分量的完整显式解,并基于模型与表达式,仿真分析了收发天线的偏移量、相对方位、长度以及工作频率对电场分布的影响。结果表明,通过合理地选择这些参数能够有效提高接收电极的接收电压,从而改进地面与地下的通信效果。     

单层有机发光二极管中电场与载流子密度的分布

建立了单层 (有机发光二极管 )中载流子注入、输运和复合的理论模型 ,通过求解非线性Painleve方程得到了电场强度随坐标变化的解析函数关系式 ,计算并讨论了载流子迁移率对电场强度、载流子密度等的影响。结果表明 :空间电荷分布不均匀造成了电场强度的不均匀分布。当在器件中占主导地位的载流子具有较低的迁移率或少数载流子具有较高的迁移率时 ,有利于载流子的输运与复合 ,发光性能可得到较大提高。     

不同方向外电场下SiF2分子激发特性

以6-311++g**(3df,3pd)为基组,采用B3P86方法研究了SiF2分子在y、z轴方向的外电场(－0.05~0.05 a.u.)下的几何参数、能量、电子结构和能级;在此基础上,采用CIS-B3P86方法研究了外电场下分子的激发特性.结果表明:分子基态参数随电场变化明显.如z方向电场使键长和偶极矩不断减小,总能量先减少后增加,能隙不断减少.激发态的激发能和激发波长随外电场大小和方向变化明显,振子强度受电场方向的影响从而改变了分子的跃迁性能.