基于自然单元法的2.5维直流电阻率数值模拟

王佳新 崔益安 谢静 罗议建 柳建新

在直流电阻率法数值模拟研究中，常规数值模拟算法(如有限单元法、有限差分法等网格法)严格受网格约束，在具有复杂几何体或复杂地形的地电模型中需要大量前期剖分工作。针对该问题，笔者引入材料力学中常用的自然单元法开展直流电阻率法数值模拟研究，探究该数值算法在地球物理正演中的可行性。首先推导了点源场边值问题及其变分形式的基本方程，然后推导了自然单元法的数值实现过程，最后通过对层状模型以及三个含电阻率异常体的二维模型开展正演模拟研究，验证该算法的正确性及有效性。研究结果表明，自然单元法能在可接受精度条件下实现直流电阻率模型的有效数值模拟，能有效确定电阻率异常体的分布特征。同时该算法不受网格约束，自然节点布设灵活，有助于开展复杂地电模型数值模拟研究。