Matlab实现的线源直流电法二维有限元正演模拟

"线源直流电法有限元二维正演模拟" 直流电法勘探是一种广泛应用的地电勘探技术，用于探测地下不同电阻率区域的分布情况。在该领域，三维点源的正演计算是一项复杂的任务，由于计算量巨大，通常会采用傅里叶变换将问题简化为二维点源问题。然而，即使如此，相对于二维线源的计算方法，其复杂度仍然较高。本文主要探讨的是线源直流电法的二维有限元数值解法，这是对传统方法的一种优化。 作者利用Matlab编程环境，采用了第一类边界条件来构建模型。第一类边界条件是指在边界上，物理量的导数等于零，这一条件在电磁场问题中常被用来简化计算。通过对线源直流电法的二维有限元模型建立，作者能够有效地模拟地下电场分布，从而计算出地电参数。 为了验证所开发的二维有限元数值解法的准确性，研究人员将计算结果与均匀半空间理论值进行了对比。均匀半空间理论是地电学的基本理论之一，假设地层是均匀且无限延伸的，这种比较有助于确认模拟计算的正确性和可靠性。 接下来，研究者构建了高阻和低阻两种不同的地电模型，并分别采用单边供电和双边供电的方法进行模拟。单边供电意味着电流仅从一侧注入，而双边供电则是电流同时从两侧注入。通过这两种供电方式，可以获取不同视角下的地电阻率断面图，从而更全面地了解地下电阻率分布。 分析结果显示，单边供电对于确定异常体在垂直方向的位置非常有效，能够清晰地反映出异常体的深度信息。而双边供电则在揭示异常体的横向位置和形状方面具有优势，它能提供更丰富的水平方向信息，这对于理解异常体的形态和扩展范围至关重要。 这项研究的重要性在于，它为实际的电法勘探工作提供了理论支持和计算工具。通过线源直流电法的二维有限元正演模拟，地质工作者可以更精确地解析地下结构，提高勘探效率和精度。这不仅有助于矿产资源的勘查，还对地质灾害的预防和环境保护等领域有重要的应用价值。因此，该研究为实际生产提供了有力的理论依据和技术手段。