基于时域有限差分法的电性源感应-极化效应三维数值模拟

摘要

时域电性源电磁探测法是一种可以有效快速探测矿产资源的方法。极化效应会导致电性源电磁响应快速衰减，发生符号反转现象。本文采用Cole-Cole模型描述极化效应，利用整数阶有理逼近算法实现任意分数阶Cole-Cole模型有理化；采用Yee氏网格对仿真区域进行剖分，基于时域有限差分(finite-difference time-domain, FDTD)法实现电性源感应-极化效应三维数值模拟。本文对三种典型模型(均匀半空间模型、极化半空间模型和三维极化体模型)的电磁响应进行数值模拟，结果表明：均匀半空间模型的电磁响应与解析解基本吻合，并且相对误差小于10%,证明了三维数值模拟方法的正确性；极化半空间模型与三维极化体模型的电磁响应均在晚期出现了负响应，与极化理论结果相符合。

关键词

电性源 / Cole-Cole模型 / 有理逼近 / 时域有限差分 / 极化效应