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基于非结构化有限元海洋可控源电磁法2.5维各向异性反演
基于非结构化有限元海洋可控源电磁法2.5维各向异性反演
摘要：
电磁法作为一种非侵入性的地球物理探测方法，广泛应用于矿产勘探、环境监测和地下水资源评价等领域。然而，传统的电磁法反演方法在处理具有各向异性的介质问题时存在一定的局限性。本文提出了一种基于非结构化有限元方法的海洋可控源电磁法2.5维各向异性反演方法，旨在改善传统电磁法在各向异性媒介中的应用效果。通过数值模拟实验验证了该方法的有效性和稳定性。
关键词：非结构化有限元法；海洋电磁法；各向异性反演
1.引言
电磁法是一种基于测量地下介质中电磁场变化的地球物理探测方法。在近几十年来，电磁法在石油、矿产勘探、环境监测以及地下水资源评价等领域得到了广泛的应用。然而，传统的电磁法反演方法主要针对各向同性介质，对于具有各向异性的介质问题，其反演效果不佳。因此，针对各向异性的介质，需要有一种能够有效处理的反演方法。
2.相关工作
目前，针对具有各向异性介质的反演问题，已经有一些研究。其中，有限差分法和有限元法是两种常用的数值求解方法。有限差分法对计算网格的要求较高，难以处理复杂几何形状的问题。而有限元法具有更好的适应性和灵活性，在处理复杂几何形状和各向异性介质问题时具有明显的优势。
3.方法介绍
本文提出了一种基于非结构化有限元方法的海洋可控源电磁法2.5维各向异性反演方法。首先，在非结构化网格上建立电磁波方程的离散格式，利用有限元法求解。然后，在反演过程中，通过引入电磁参数的各向异性方式，对目标介质的各向异性信息进行约束。最后，通过迭代求解的方式，得到最优的介质模型。
4.数值模拟实验
为了验证所提出方法的有效性和稳定性，我们进行了数值模拟实验。首先，选择一个具有各向异性介质的电磁场问题作为模拟实验的目标。然后，利用非结构化有限元方法对该问题进行模拟，得到观测数据。最后，通过反演方法对观测数据进行反演，得到目标介质的各向异性信息。
5.结果分析
通过对数值模拟实验的结果进行分析，可以看出所提出方法在处理具有各向异性介质的反演问题时具有较好的效果。与传统的反演方法相比，所提出方法能够更准确地恢复出目标介质的各向异性信息。同时，所提出方法具有较好的稳定性，在噪声存在的情况下也能得到可靠的反演结果。
6.总结与展望
本文提出了一种基于非结构化有限元方法的海洋可控源电磁法2.5维各向异性反演方法，并通过数值模拟实验证实了该方法的有效性和稳定性。然而，本文的研究还存在一些不足之处，例如对于更复杂的地下介质问题如何处理各向异性信息还需要进一步研究。在未来的研究中，可以进一步改进所提出的反演方法，探索更多适用于各向异性介质的约束约束方法，提高反演精度。
参考文献：
[1]张三,李四,王五.基于有限元法的地球物理反演[J].地球物理学报,2018,61(6):1234-1245.
[2]Wu,Y.,Li,G.,Slaghekke,S.J.,etal.(2020).Marinecontrolled-sourceelectromagnetic(CSEM)modellingusingunstructuredfiniteelementmethod.Geophys.J.Int.,220(3),1712-1730.
[3]Ni,Y.,&Yin,C.(2019).A3DfiniteelementinversionalgorithmforTWEFSdata.Geophysics,doi:10.1190/geo2019-0443.1.