준선형 급수를 이용한 3차원 전자탐사 모델링
저자
발행사항
춘천 : 강원대학교, 2001
학위논문사항
학위논문(석사)-- 강원대학교 대학원: 지구물리학과 2001
발행연도
2001
작성언어
한국어
KDC
559.6254 판사항(4)
발행국(도시)
강원특별자치도
기타서명
3-D Electromagnetic modeling using quasi-linear series
형태사항
v, 57 L. : 삽도 ; 26 cm.
일반주기명
참고문헌 : L.48-50
소장기관
Integral equation method is a powerful tool for electromagnetic numerical modeling. This method is based on expressing the electric fields in terms of an integral equation with respect to a scattering current within an inhomogeneity. The resulting linear equation is solved numerically. The main difficulty of this technique is the size of the linear system of equation matrix, which demands large memory and calculation time to invert the system matrix.
A simple approach to 3-D electromagnetic modeling based on linearization of the integral equations for scattered electric fields is a conventional Born approximation, where electric fields within inhomogeneity is assumed to be the background electric field in homogeneous medium. This approach is much less time consuming and much easier to implement on a computer. But the Born approximation, which is a weak scatterer approximation, is inaccurate when the conductivity contrast or the source frequency is too high. The extended Born approximation, which can improve the accuracy of the Born approximation dramatically, is a very effective approximation tool for 3-D electromagnetic modeling. In this method, the electric field within inhomogeneity is approximated by the background electric field projected to a depolarization tensor.
Two recent novel approaches to electromagnetic modeling are a modified Born series and a quasi-linear series. The modified Born series can be considered the natural generalization of the Born series, which use the modified Green's operator with the norm less than 1 to ensure the convergence of Born series to the true solution. The quasi-linear series is based on the assumption that the anomalous field is linearly related to the background field in the inhomogeneous medium through an electrical reflectivity tensor. The reflectivity tensor, slowly varying functions of position and frequency, are determined numerically by a simple least squares method. Also, quasi-linear series converges always for any lossy background medium since it use a linear integral operator with the norm less than 1 as like as a modified Born series.
In this study, the results of 3-D electromagnetic modeling based on the extended Born, the modified Born series and the quasi-linear series are compared with that of full integral equation method. The results of all the methods give an accurate estimate of the 3-D electromagnetic response for a strong contrast up to 100 times and for a wide range of frequencies. It has also been shown that these methods are much faster and demand less memory than the full integral equation method. Among 3 approximation methods, the extended Born approximation is fastest and the quasi-linear series shows the most accurate result. The modified Born series requires less time than the quasi-linear series of the same orders. However, to reach the same accuracy, the modified Born series of higher orders should be calculated than in the case of the quasi-linear series. Therefore, the quasi-linear series and the extended Born approximation are very effective approximation tools for 3-D electromagnetic modeling and inversion.
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