[发明专利]基于任意偶极-偶极装置的直流激电法三维数值模拟方法

权利要求书

1.一种基于任意偶极-偶极装置的直流激电法三维数值模拟方法，包括如下步骤：

S1.采用三维直流激电任意偶极-偶极装置对待测区域进行全区观测，从而获得待测区域测点的水平电场和

S2.根据步骤S1得到的待测区域测点的水平电场和计算得到实测数据电阻率合成电场和激发极化合成电场

S3.计算步骤S2得到的实测数据的归一化背景电场并计算实测数据归一化传输函数和极化率归一化传输函数具体为采用如下步骤计算：

A.选取计算归一化背景场的电阻率模型；

B.采用网络加密-收缩算法对步骤A选定的电阻率模型进行网格离散，从而提升归一化背景场的计算精度和效率；

C.根据步骤B对背景场电阻率模型进行网格离散后，按照野外观测系统参数进行有限单元法数值模拟，计算得到实测数据归一化背景合成电场并计算实测数据电阻率归一化传输函数和极化率归一化传输函数具体采用如下算式进行计算：

S4.根据步骤S1中观测系统参数对理论模型进行有限元数值模拟，获得理论模型测点电阻率合成电场和激发极化合成电场具体为采用如下步骤进行计算：

a.设计电阻率模型和极化率模型，并采用结构化网格对模型进行离散；

b.按照步骤a对模型离散后，根据野外观测系统参数采用有限单元法求解三维直流激电微分方程组，计算出模型中每个节点的电位值；

c.根据步骤b得到的每个节点的电位值，可以得到每个测点的电位值U，然后采用下式计算得到测点水平电场分量和

E＝-▽U

式中▽为梯度运算；

d.根据步骤c计算得到的水平电场分量计算理论模型电阻率合成电场和激发极化合成电场具体为采用如下算式进行计算：

S5.根据步骤S3中的背景场电阻率模型和步骤S4中的采用结构化网格对模型进行离散的方法，计算理论模型归一化背景电场

S6.计算理论模型电阻率归一化传输函数和极化率归一化传输函数从而获得了实测数据和理论模型归一化传输函数，为三维直流激电归一化传输函数数据的反演提供条件。

2.根据权利要求1所述的基于任意偶极-偶极装置的直流激电法三维数值模拟方法，其特征在于步骤S1所述的采用三维直流激电任意偶极-偶极装置对待测区域进行全区观测，具体为采用如下规则进行全区观测：

R1.发电电极和测量电极分开；

R2.发射电极为偶极装置，在待测区域内可以沿任意方向布设，且可以布设于地表或井中；

R3.测量电极为偶极装置，测量方式为矢量观测方式，测点在待测区域内可以任意布设，且在任意小区域内可以对测点进行加密或稀疏；

R4.矢量测量时，先后沿着x方向和y方向观测测点的水平电场和

R5.对供电电极进行断电操作，观测激发极化电场和

3.根据权利要求2所述的基于任意偶极-偶极装置的直流激电法三维数值模拟方法，其特征在于步骤S2所述的实测数据电阻率合成电场和激发极化合成电场具体为采用如下算式进行计算：

4.根据权利要求3所述的基于任意偶极-偶极装置的直流激电法三维数值模拟方法，其特征在于步骤S5所述的计算理论模型归一化背景电场，具体为采用如下步骤进行计算：

y1.选取计算理论模型归一化背景场的电阻率模型；

y2.采用结构化网格对步骤y1中选取的电阻率模型进行网格离散；

y3.按照步骤y2对背景电阻率模型离散后，根据野外观测系统参数采用有限单元法进行数值模拟，计算得到理论模型归一化背景电场

5.根据权利要求4所述的基于任意偶极-偶极装置的直流激电法三维数值模拟方法，其特征在于步骤S6所述的计算理论模型电阻率归一化传输函数和极化率归一化传输函数，具体为采用如下算式进行计算：