退磁效应影响下的磁异常三维正反演研究

发布时间：2023-05-17 21:42

　　在磁法勘探进入高精度测量、定量精细处理反演的新阶段，强磁性体的自退磁现象及其影响不能再忽视了。在强磁性体测区采集的磁数据包含显著的退磁效应，退磁效应使磁化方向偏离外部地磁场方向，并且使得磁异常和磁化率间产生非线性关系。在勘探工作中考虑退磁效应，能够提高反演精度、改善磁测资料处理解释的效果，并对探测深部矿体有重要意义。在此背景下，本文研究了退磁效应对磁异常正反演方法的影响，论文取得的主要成果如下： 首先，通过模型数值试验，研究了随着磁化率的增长，退磁效应对磁化方向影响的变化情况，验证了当磁性体磁化率大于0.1SI时，才会产生显著的退磁效应。 其次，实现了基于体积分的考虑退磁影响的正演方法。通过模型试验，表明该方法具有计算精度很高，误差稳定的特点，但同时也具有效率较低的不足，即存储量大，计算耗时。 接着，实现了基于有限体积法的考虑退磁影响的正演方法。模型试验和与基于体积分的方法进行对比表明，该方法对内存需求小，计算效率较高；但误差随磁化率增大而增加，精度相对较低，不过已能满足实际需求。此外，还分析了影响方法误差的诸多因素，指出了实际应用中需要注意的问题。综合该方法的特点，认为可将其选为反演...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的与意义
    1.3 研究内容
第2章 退磁效应的影响分析
    2.1 无源静磁场条件下的 Maxwell 方程组
    2.2 退磁效应的概念
    2.3 退磁效应的数值模拟实验
        2.3.1 退磁效应对磁测数据的影响
        2.3.2 退磁效应对磁性体内部磁化方向的影响
第3章 体积分法求解磁正演问题
    3.1 长方体磁异常的张量表达式
    3.2 复杂形状非均匀磁化异常体的磁场计算
    3.3 算法测试
    3.4 方法实用性分析
第4章 有限体积法求解磁正演问题
    4.1 有限体积法（FVM）简介
    4.2 方法基本步骤
        4.2.1 方程系统
        4.2.2 离散网格和变量
        4.2.3 散度方程的有限体积离散化
        4.2.4 梯度方程的有限体积离散化
        4.2.5 指定边界条件
        4.2.6 总场方程和异常场方程
        4.2.7 求解线性方程组
        4.2.8 求解 H 的 FVD 方法简述
    4.3 算法测试
        4.3.1 单个模型测试
        4.3.2 组合模型测试
        4.3.3 资源消耗测试
    4.4 误差分析
    4.5 总结
第5章 考虑退磁效应的反演算法
    5.1 磁法反演的光滑约束方法
    5.2 高斯-牛顿迭代方法
    5.3 求解模型改正量的共轭梯度法
    5.4 计算灵敏度矩阵
        5.4.1 灵敏度矩阵的表达式
        5.4.2 计算 Jr 和 JTr
    5.5 算法需注意的一些问题
        5.5.1 对模型区域进行分割
        5.5.2 搜索模型改正步长α
        5.5.3 正则化参数β
        5.5.4 最小化Φ的终止条件
        5.5.5 模型初值的设定
    5.6 算法流程
    5.7 算法测试
        5.7.1 模型数据
        5.7.2 实测数据
        5.7.3 与不考虑退磁效应的光滑约束反演对比
    5.8 总结
第6章 结论与建议
致谢
参考文献



本文编号：3818053