[发明专利]针对任意形状有损耗介质充电电位数值模拟方法、系统、终端

说明书

本发明属于工程、水文及环境地球物理勘探技术领域，公开了一种针对任意形状有损耗介质充电电位数值模拟方法、系统、终端，包括任意形状有损耗介质区域剖分、充电电流强度系数求解及有损耗介质充电电位积分计算。采用单位体积网格剖分，将充电三维区域离散为多个单位体积网格；建立充电电流强度传输方程组，获取剖分单位在总充电电流强度条件下的充电电流强度系数；以剖分单位体积作为单元点源，计算所有剖分网格单位点源的充电电位三维积分，获取三维有损耗介质区域充电电位分布。本发明解决了传统任意形状有损耗介质充电电位缺乏数值模拟计算方法的难题，为基于复杂有损耗介质电源的工程、水文及环境地球物理勘探数值模拟、反演及解释提供了方法支撑。

技术领域

本发明属于工程、水文及环境地球物理勘探技术领域，尤其涉及一种针对任意形状有损耗介质充电电位数值模拟方法、系统、终端。

背景技术

目前：充电法是利用天然的或者人工揭露的良导体露头、地下水出露点，直接接上供电电极(一般为正极)，同时将另外一个供电电极置于满足“无穷远”要求的位置，通过两个测量电极观测充电电场变化及分布规律，推测良导体的物性及空间分布。由于充电介质范围与观测电位异常范围形状较为相似，通常可以根据观测电位异常推断实际充电介质范围，常应用于金属勘探详查和勘探阶段、水文地质工程地质调查中地下流体追索等勘探领域。

在实践勘探应用中，若充电体的规模较小或其中心埋深较大时，其充电电场与位于中心的点电源电场较为相近，因而可以使用点电源场电位曲线分布进行中心埋深推断。当充电体规模较大或者其中心埋深较浅，地表观测的充电电场畸变将明显不同于地下点电源电场分布。通常，针对上述情况，传统方法是根据电位曲线的极大值与充电点在地面投影位置不重合关系，判断为非理想导体(不等位体)。而针对不等位体的范围推断，则是建议不同充电点位置供电，配合其他物探方法综合判断不等位体的范围。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)传统充电法原理基于稳定电流场中理想导体(电阻率为零)的等位体前提，如金属矿体或高矿化度地下水，相对周围岩石电阻率很低，可近似看成是理想导体，通常也将非理想导体(不等位体或有损耗介质)近似为理想导体。但实际应用中充电介质的电阻率通常不为零，即实际应用均涉及有损耗介质目标体，而目前尚缺乏一种有效针对有损耗介质充电电位数值模拟的方法。

(2)当前工程、水文及环境地球物理勘探技术领域还未见有针对任意形状有损耗介质充电电位数值模拟的研究报道，因此迫切需要开发一种创新性针对任意形状有损耗介质充电电位数值模拟方法，用以对工程、水文及环境地球物理勘探涉及的复杂有损耗介质电源条件下目标体分布探测及研究工作。

解决以上问题及缺陷的意义为：

本发明针对地球物理勘探领域任意形状有损耗介质充电电位数值模拟方法的技术空白，提出了一种针对任意形状有损耗介质充电电位数值模拟方法，以解决现有充电法将实际勘探涉及的复杂有损耗介质近似为理想导体导致探测精度低、方法理论适用性差等问题；与现有技术相比，针对地球物理勘探领域复杂有损耗介质开发充电电位数值模拟方法是本专利发明点之一，它为涉及复杂有损耗介质电源地球物理勘探领域提供了一种有效的数值模拟方法；发展针对任意形状有损耗介质有效的充电电位数值模拟方法，为实际勘探应用提供复杂形状有损耗介质充电电场理论支撑，具有非常重要的现实意义。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种针对任意形状有损耗介质充电电位数值模拟方法、系统、终端。

本发明是这样实现的，一种针对任意形状有损耗介质充电电位数值模拟方法，包括：

步骤一，对任意形状三维有损耗介质区域，采用单位体积网格进行剖分，将充电三维区域离散为多个单位体积网格；

步骤二，通过建立充电电流强度传输方程组，求解方程组获取剖分单位体积网格在总的充电电流强度条件下各自分配的充电电流强度系数；