2.5维有限元法：提升瞬变电磁法三分量正演精度

瞬变电磁法三分量正演是针对瞬变电磁法资料解释中遇到的问题而提出的一种创新方法。传统的解释方式主要依赖于垂直磁场对时间的导数这一单一物理量，但在复杂地质构造勘探中，这种单一的解释手段已经无法满足精细和准确的探测需求。为了提升瞬变电磁法的解释精度和复杂地质结构的识别能力，熊彬教授在中南大学信息物理工程学院进行了一项关键的研究。 该研究的核心在于建立在电场与磁场分离基础上的2.5维有限单元法正演。这种方法首先通过拉普拉斯变换将三维电磁场分解为沿着地质构造走向的电场和磁场分量，这一步利用了矢量的旋度和散度运算规则。接着，通过傅立叶变换将这些分量转换到二维地电断面上，形成在拉普拉斯傅氏域中的边界值问题。进一步采用Galerkin方法构建大型有限元方程组，通过有限单元法求解拉普拉斯傅氏域中电磁场的数值解。 与传统算法相比，这种新方法的优势在于显著减少了待求解的稀疏线性方程组规模，只有传统方法的四分之一，从而大大提高了计算效率。文章还通过模拟中心回线激发源下的典型地电模型来验证其可行性和有效性。结果显示，新方法在计算速度上明显优于传统方法，且能够充分利用三分量数据，提供对异常体空间特性的更全面分析和解释。 目前，尽管三分量数据采集技术已经相当成熟，但水平分量信息的深度应用仍处于初级阶段，主要集中在特征对比上。因此，熊彬教授的研究工作对于推动瞬变电磁法的进一步发展具有重要意义，特别是在三维地质结构理解、复杂矿产资源勘查等方面具有广阔的应用前景。 关键词：瞬变电磁法、三分量、电磁场分离、2.5维正演。这项工作不仅深化了我们对瞬变电磁法的理解，也为未来的矿产资源勘探提供了强有力的技术支持。