Математическое моделирование в геоэлектрике. Часть I. Слоистые модели среды. Юдин В.М - 136 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

136
212
1
D
k
,
3) во вмещающей среде
2
12 23
312231223
2
12 23
(1 )(1 )
( ) (1 )(1 )(1 )
1
h
h
kk
Dm k k kke
kke
λ
λ
−−
≈≈
+
.
Следовательно,
31223
(1 )(1 )
D
kk→−
.
Алгоритм 2. На основании формул (3.1.1.4
1
) - (3.1.1.6
1
) и условия
сопряжения
/0
Ur
σ


∂∂=
получим
1
1
22
101
1 1 1 2 11,1 12 2 1,2 12
01
2 1 1,1 1 2 2 1,2 1 2 3 2 1 0 2
()
() () (,,,) (,,,) ,
()
(,, ,) (,, ,) ( )/ ( ) .
rr
rr
rr rr
UK r
IrKr Uq rrrUq rrr
Ir
Uq rrr U q rrr UK r K r
λ
σλ λ λ σ λ λ
λ
σλ λ σλλλ
=
=
==








−= +
′′
+=′′


Система уравнений относительно
12
,
UU

, являющаяся аналогом системы
(3.1.1.11), принимает вид:
11 1 12 2
21 1 22 2
,
0.
UU
UU
α
αβ
αα
+
=
+
=


(3.1.1.11
1
)
где
1
11 1 2 1,2 1 2 1 12 2 2,2 1 2 1
01
22 22,2 122 312 02 21 21,2 122
01
11111
01
()
(,,,), (,,,),
()
(,,,) ( )/ ( ), (,,,),
()
() ().
()
Ir
qrrr q rrr
Ir
qrrr KrKr qrrr
Kr
Ir Kr
Ir
λ
ασλ σ λ α σ λ
λ
ασ λ σλλ λ ασ λ
λ
βσλ λ λ
λ




=− =
′′
=+ =′′
=+
Легко убедиться, что определитель системы (3.1.1.11
1
)
11 22 12 21
:0
ααα
=−>
,
поэтому находим
22 21
12
11 22 12 21 11 22 12 21
,.UU
β
αβα
α
ααα αααα
==
−−

Замечание. Системы (3.1.1.11) и (3.1.1.11
1
) дают решение одной и той же
задачи, но (3.1.1.11
1
) имеет два уравнения, в то время как (3.1.1.11)четыре.
3.1.6. Вычисление интегралов.
Для получения численных результатов во вмещающей среде нужно
вычислить ряд интегралов.
Выпишем эти интегралы с учетом равенства
'
01
() ()
K
xKx
=
.
1. Интегралы, связанные с точечным источником.
а) Потенциал:
1
30
0
2
(, ) ( ) ( )cos ( )
4
d
J
Urz D K r z z d
ρ
λ
λλ
λ
ππ
=−
(3.1.1.20
1
)
                                                         D2 ≈ 1 − k12 ,
3) во вмещающей среде
                         (1 − k12 )(1 − k23 )
             D3 (m) ≈                  −2 λ h
                                              ≈ (1 − k12 )(1 − k23 )(1 − k12k23e−2λ h ) .
                          1 + k12k23e
Следовательно,
                                  D3 → (1 − k12 )(1 − k23 ) .
      Алгоритм 2. На основании формул (3.1.1.41) - (3.1.1.61) и условия
сопряжения σ∂U / ∂r  = 0
получим
                                             
   σ λ U1 − K 0 (λ r1 ) I (λ r ) − K (λ r )           = σ 2 U1 q1,1                          ′ (λ , r1, r2 , r ) ,
                                                                      ′ (λ , r1, r2 , r ) + U 2 q1,2
  1  I (λ r )            1           1
                                                                                                                  r =r
           0    1
                                                  r = r
                                                                                                                          1
                                                       1
  
  σ 2 U1 q1,1                        ′ (λ , r1, r2 , r )
            ′ (λ , r1, r2 , r ) + U 2 q1,2                        = σ 3λ  −U 2 K1 (λ r ) / K0 (λ r2 )          .
                                                        r =r
                                                                2
                                                                                                        r =r
                                                                                                              2

Система уравнений относительно U1,U 2 , являющаяся аналогом системы
(3.1.1.11), принимает вид:
                           α U + α U = β ,
                            11 1      12 2
                                                          (3.1.1.111)
                           α 21U1 + α 22U 2 = 0.
где
                            I1 (λ r )
                 α11 = σ 1λ             − σ 2q1,2
                                              ′ (λ , r1, r2 , r1 ),       α12 = −σ 2 q2,2
                                                                                       ′ (λ , r1, r2 , r1 ),
                           I0 (λ r1 )
         α 22 = σ 2q2,2
                    ′ (λ , r1, r2 , r2 ) + σ 3λ K1 (λ r2 ) / K 0 (λ r2 ), α 21 = σ 2 q1,2
                                                                                      ′ (λ , r1, r2 , r2 ),
                                         K 0 (λ r1 )                           
                            β = σ 1λ                    I1 (λ r1 ) + K1 (λ r1 ) .
                                         I 0 (λ r1 )                          
Легко убедиться, что определитель системы (3.1.1.111) ∆ := α11α 22 − α12α 21 > 0 ,
поэтому находим
                                βα 22                   − βα 21
                      U1 =                   , U2 =                   .
                           α11α 22 − α12α 21        α11α 22 − α12α 21
      Замечание. Системы (3.1.1.11) и (3.1.1.111) дают решение одной и той же
задачи, но (3.1.1.111) имеет два уравнения, в то время как (3.1.1.11) – четыре.

3.1.6. Вычисление интегралов.
      Для получения численных результатов во вмещающей среде нужно
вычислить ряд интегралов.
Выпишем эти интегралы с учетом равенства K 0' ( x) = − K1 ( x) .
   1. Интегралы, связанные с точечным источником.
а) Потенциал:
                          J ρ1 2 ∞
                          4π π ∫0 3
              U (r, z ) =          D (λ ) K 0 (λ r )cos λ ( z − zd )d λ (3.1.1.201)


                                                               136