Файл: Применение ЦВМ и средств вычислительной техники в геологии и геофизике [сборник]..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.10.2024
Просмотров: 57
Скачиваний: 0
X |
4л R |
xi* |
|
|
В (19) первичное возбуждение необходимо суммировать с векторным потенциалом А х1, характеризующим вторичное по ле в слое, где расположен источник (і=1, 2, 3), а множитель /соц/4я определяет единичный 'момент диполя М0.
|
|
|
3. |
Компонента А z |
|
|
|
||
Распишем последнее равенство из (9): |
|
|
|
||||||
|
|
д А х L |
|
= |
д А хі+ 1 |
d A zj+i |
|
|
|
|
|
dx |
‘ dz |
д х |
' |
dz |
|
|
|
Так как Ахі п А хі+\ |
зависят от х и у только в |
силу их зави- |
|||||||
|
|
г----------- |
то |
дА х: |
= |
дАх і |
дг |
дАх , |
|
СИМОСТИ ОТ Г~~\АX2 |
• у2 > |
- g f - |
|
|
|
||||
w — угол между х и |
г. Аналогично выражается |
|
. ІПро- |
||||||
|
öAxi |
д А х і-|-1 |
|
/ t c \ |
|
/і^7\ |
|
дх |
|
изводные |
|
|
|
|
|||||
|
и —^ — согласно (15) — (17) и вышенаписан- |
ных равенств будут содержать cos ср и функцию Бесселя перво
го рода первого порядка, поскольку |
-= — )J1(kr). |
|||
С учетом сказанного найдем: |
|
|
|
|
|
|
ОО |
|
|
Аг1 = ~ |
cos f |
^ |
|
(20) |
|
О |
|
|
|
|
°o |
|
|
|
A z2= ^ c o s c p |
j {D2ex’z+ D3e~^z\Jx(lr)d\ |
(21) |
||
|
oJ |
|
|
|
|
OO |
|
|
|
Аг3= ^ |
cost j |
DKe~ x'zJxQ.r)dX |
|
(22) |
|
о |
|
|
|
Равенства (20), (21), (22) определяют Аг-компоненты , кото рые характеризуют только вторичное, нормальное к границам раздела поле, поскольку первичное возбуждение учтено уже в выражениях для А хі -компонент.
112
4. Магнитное поле Нх. Источник в среднем слое
Погрузим источник в средний слой и зафиксируем положе ние его относительно верхней и нижней границ на расстояниях
#і и hi |
(рис. 1). Коэффициенты |
Си С2, С3, С4, Dи /Л, |
D3, |
D4 |
|||||
определим, решая систему линейных алгебраических |
уравне |
||||||||
ний, |
получающуюся |
|
после |
подстановки (15) —(17) |
и |
||||
(20) — (22) в граничные условия (9) |
|
|
|
|
|||||
|
|
__^ —(Хя —х,)л, |
|
1 -f /12б~2ХаЯ‘ |
|
(23) |
|||
|
|
|
1 - 1 12е - ^ н ’ |
|
|||||
|
|
^•231 "Ь f |
|
|
|
|
|||
|
С — |
|
2ХзЯ'(1 + |
/12g~2X»ft‘) |
(24) |
||||
|
|
2 “ |
|
/.,(1 - 1Ѵ2ге - ^ ”) |
|||||
|
|
|
|
|
|||||
|
£ |
_ )і12е_2ХаЛі(1+ / 12е ~ 2ХаЯі) |
|
(25) |
|||||
|
|
3= |
|
Х2(1 - |
l12*e~W) |
|
|||
|
|
|
|
|
|||||
|
С = |
2Ьа |
с - д „ - \,) н , |
1 -4-/i2g~2Ml |
|
(26) |
|||
|
4 |
|
|
|
|
|
2g-2X,H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
д .= |
_____^ Ü |
£ i j z _ ? a ) ____ g -2 х2я , |
|
(1 Л /12е -2х»й-)(1+£12) |
|
||||
|
|
|
|
||||||
|
( Х2 + Х і )( Х о ^ і Л Х ^ г ) |
(1- / 122<?-2Х>Я)(1 —kl22e~2l*H) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
( 1 + /12е--2ХаЯ')(1+&12е -2ХаЯ) |
(27) |
|||||||
|
( 1 - / 122ц-2ХаЯ)(1 -А 132е -2ХаЯ) |
||||||||
|
|
|
|||||||
|
|
Г) — |
^Х3^ —=г) _ у |
|
|
||||
|
|
2 |
|
(хз+^і)(ѴГ+^л ) А |
|
|
|||
|
2х3я , ( |
j _j_ / 1 2 е |
- 2ХА ) — |
kl2e~2x*H( 1 - f l l2e~2l*H‘) |
|
(28) |
|||
|
X |
(1 - /12Ѵ-»**Х1 - К 2е - 2^н) |
|
||||||
|
|
|
|
||||||
|
|
ГЛ |
|
2X4=!-«з) |
Ч X |
|
|
||
|
|
8 |
(Х2- г Xt) (X2=! + |
X j Sj ) |
|
|
|||
|
е_2Хай‘(1Л /12е~ 2ХіЯ>) — А12е~2Х>я(1 + /12£~2х>йі) |
|
(29) |
||||||
|
X |
(1 - |
/ 1а2е -2ХаЯ)(1 - / г 122е -2ХаЯ) |
|
|||||
|
|
|
|
||||||
|
|
2Х2(=1- = 2) |
(1 + / іа*-»А)(1 + £12£ -2Х*Я) |
|
|||||
|
(Х а + Х1)(Х 2=1 + Xj=2) |
(1—/12% -2Х*я)(1 —klt2e~2x*H) |
|
||||||
|
|
ß -2M,(1 + l12e~ 2l‘H‘)(\+kl2) |
(30) |
||||||
|
|
(1 —/122е - 2ХаЯ)(1 - |
k , 2e~2^H) |
||||||
|
|
|
|
||||||
|
Г 3 —Х2Д2 — X^a _ |
<-12 ■ |
Xä — Хд |
|
|
||||
|
12 |
X^+Xjoa’ |
|
|
X3— Xt ’ |
|
|
||
8- Заказ 1928 |
|
|
|
|
|
|
|
118 |
Н о п р е д е л и м из (6 ): |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Н |
|
|
|
|
1 |
|
?4 г] |
|
(31) |
|
Хі |
= аіАХІ -f — [ ^ ^ - + |
|
||||||||
|
|
1 |
XL |
у ш |J. L дхг |
|
dxdzJ |
|
|
||
Интересуемся |
|
далее |
полем Нх2 на |
|
оси г, т. е. |
при г = 0. |
||||
Дифференцируя А х2 |
и А г 2 по соответствующим |
переменным |
||||||||
и подставляя производные в (31), получим: |
|
|
||||||||
|
|
) = jzj j" |
— ~^)e~^zd). + |
|
||||||
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
+ j О |
P a 2 — |
\ ^){C2e^ - I - |
Cse~x>z)dl + |
|
||||||
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ Y j ^ Ч 0 2е ^ ~ D3e~x>z)d\ |
|
(32) |
|||||||
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
5. Магнитное поле Hx . Источник вне среднего слоя |
||||||||||
Поместим источник вне среднего слоя |
(рис. |
2). |
Процесс |
|||||||
определения коэффициентов ничем не отличается |
от рассмот |
|||||||||
ренного выше. В этом случае |
|
|
|
|
|
|
||||
Ci |
|
|
х/12е- |
2Х-Л> (і-е- 2^я ) |
|
(33) |
||||
|
|
dO - Ѵ е - 2ХгЯ) |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
2Ха1/12е“ 2Х>я e'~di+l3)*і |
|
(34) |
|||||
|
|
“ (X^+X^Hl |
|
|
|
|
||||
|
|
С• |
|
|
|
(35) |
||||
Г |
1 |
|
Г^■ Т о N)C |
|
\ |
|
||||
|
|
|
|
|
! |
|
|
|
|
|
Г / - |
|
4ХХ2а1а2е~(хч~х‘>я |
|
|
|
(36) |
||||
(X^ + X |
^ d - Z |
i ^ ^ ) . |
|
|||||||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
А ' =2л2(а1— а2)е~21^ |
|
X |
|
|
||||
|
|
|
2Х2ах(1 + £ 12)е--^я |
|
|
|
|
|||
(Ѵх + ѵ |
Л |
+ h)( 1 - |
|
1 - klt*e-W) |
||||||
(V i + >.га2)(1 + |
l12e~2'-H){\ + |
k12e ~ ^ ) |
|
|||||||
(V i + ^ia2)2(X2 -f Xj)(l - |
|
|
1 - k ^ e - W ) |
|||||||
|
|
D2’ = 2X2(o1 — а2)е~'ХаіЯі+Я) X |
|
|
114
. |
2X2g1 - M V A + Xta2)( 1 + li2e~n >H) |
(38) |
|||||
(V x + |
+ 4)(1 - |
ii22e - ^ H)( 1 - |
kn *e-W ) |
||||
|
|||||||
|
D a' = 2X2(ax - |
oa)e(*.-*,)A, X |
|
|
|||
2X2o1e -2Xa///<'i2 — (X2g! + ^a2)(l + |
^iag~ 2M0 |
/39ч |
|||||
(X2ai 4" ^laä)2(^2+ M(1 —Ііъ2е~21*Н)( 1 |
|
^122^ 2Х2Я) |
|
||||
____________ 2X2gx(l + |
kx, e - ^ H)_______________ |
|
|||||
(X2-|-X1)(X2|3x + Xia2)2(l |
/122е_2ХаЯ)(1 |
к1г2е ~2l*H) |
|
||||
________ (л2аі + ~хіаг)(^ + ^rjQ + lvß ~ T,-H)_______ |
/^QY |
||||||
(Х2аі + V 2)*(X2 4- Xx)(l - |
/122е - 2Х^)(1 - |
£122£-2Х*я ) |
|
Определим поле Их в первом и третьем слоях. В соответ ствии с (31) будем иметь:
ОО
{Г (уш[іа — Ix2)(C2'ex’z + С3е~х*г )dl +
-f 2' j XX2(D2'eXiZ— D3'e~^z )d\
0
00
//„ (r= 0 ) = ^ j [(>,«,, -i- X 2) C / - i-XX^/l e-MrfX (42)
0
Выражения (32), (41) и (42) полностью определяют поле горизонтального магнитного диполя при произвольном распо ложении его относительно границ в точке с координатами с, г=0.
6. Анализ поля (32) при малом параметре
Рассмотрим |
поле при малых |
параметрах П] =.a1p,töL2 и |
п2=сг2рю^2, т. е. |
в области Долля [7]. |
Такой подход позволит |
ңам выявить основные особенности поля, не прибегая к анали зу общих интегралов (32), (41) и (42), Для вычисления кото рых необходимо обращение к численным методам. Анализ про ведем на примере выражения (32).
Выделим в (32) ту часть поля, которая связана только со
8* |
115 |
ср ед н и м сл о ем и не о п р е д е л я е т с я гр ан и ц ам и :
|
|
|
|
|
со |
|
|
1 , |
е ~ l*z dk |
|
|
||
|
|
|
Н} |
|
|
|
|
|
( 4 3 ) |
||||
|
|
|
|
о |
|
|
а2) |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и будем искать отношение Нх2 /.Нхѳ = hx2 , где |
|
|
|||||||||||
НХв = 1^-5 |
|
(44) — поле диполя в среде |
с электропроводно |
||||||||||
стью сг—0[5], т. е. поле в воздухе. |
|
|
|
|
учитывая |
||||||||
Подставляя в (32) |
необходимые коэффициенты и |
||||||||||||
(44), найдем: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
, |
. |
о |
I о • |
, о |
т |
1 |
е ~ т^ + |
l i 2e - 2m^chrn2 |
, |
|
|||
hxz — h x z |
+ 2 ушра2І |
j |
m J |
u |
\ - і [ г |
е - 2 тА |
d m |
|
|||||
|
|
|
|
тг , |
e^m^Ar L 2e~2m^chm.l |
, |
|
|
|||||
|
|
|
|
L |
2-------- |
12------------ - dm-f |
|
|
|||||
|
|
|
О |
m |
|
1 — /122<?-W |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ 2f |
|
m3m2(c |
|
2) |
|
|
_j_ і ^ е - 2т£сктг |
|
dm- |
||||
|
|
|
|
тга2) ( \ —l122e - 2m^){\ — k n2e - 2m^) |
|||||||||
d (ms + m J i m ^ + |
|
||||||||||||
- 2J'0 (/ra2 + |
m3m2(c1— a2)ki2e - 2m£(lu e - m£ -f chmt) |
dm, (45) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
m 1)(/re 2o 1+ O T 132) ( l — / 12ae~ 2m^ ) ( l |
— |
k ^ e ~ 2m^ ) |
|
||||||||||
где h°X2 |
|
— поле в однородной среде с проводимостью средне |
|||||||||||
го слоя, |
выраженное в единицах поля в воздухе; |
|
|
||||||||||
|
|
|
Ң |
да = ХІ; |
ml ='klL\ |
m2= l2L; |
|
|
|||||
|
|
&=-£•; |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
т1?1— m\т2. |
k |
|
~ WX |
|
|
||||
|
|
|
li 9—т-я^-г mp-} |
12 ’ |
ffZ2 |
+ |
/И) |
|
|
z = L — координата точки наблюдения.
Соотношение (45) получено в предположении, что точка наблюдения и источник расположены внутри среднего слоя симметрично относительно его границ, т. е. когда
L — L •*> С>1 -
Разложим /12 и /С12 в степенные ряды по малому параметру п\.
Так как тл т —^ 1’- т2 |
ТП |
jNjh |
, ТО |
|
2т |
2 |
|
2m |
|
116 |
|
|
|
|
л