Математическое моделирование в геоэлектрике. Часть I. Слоистые модели среды. Юдин В.М - 58 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

58
()
()
1
0
0
(0)
000
4
0
()
0
00
.
00
2
2
0
0
I
pz
AXeJrd
z
x
I
ph z
p
eJrd
x
k
µ
λλλ
π
µ
λ
λλ
π



=− =
−−
=−
Формулы Зоммерфельда и Фока дают
32
(,) (,)
000 00
,: .
000
22
2
0
0
0
IkSk
Ahz
z
x
k
x
µς ς
ς
ς
π
ς





∂Φ
=+=
∂∂
∂∂
(2.1.2.25)
Если источник в земле на глубине
0
h
в полупространстве с волновым числом
k
1
, то нужно поменять местами
0
k
и k
1
заменить
0
ς
на
1
ς
. В результате
получим:
32
(,) (,)
0
11 11
,: .
110
22
2
1
1
1
I
kSk
Ahz
z
x
k
x
µ
ςς
ς
ς
π
ς





∂Φ
=− + = +
∂∂
∂∂
Компонента
А
z
вектор-потенциала на постоянном токе равна
22 2
(, , ) 1 , ( )
2
4
Ix zh
Arzh R x y zh
z
R
r
µ
π




+
=− = + + +
+
+
.
Г. Скалярный потенциал в области z > 0. Источник в нижнем
полупространстве.
В этой модели
{
11 1
(| |, ) ( , )
10111
32
(,) (,) (,)
2
2
11 11 11
1
23 2
1
1
11
32
(,) (,)
2
11 11
.
22
1
1
1
A
A
x
z
Udiv qShzkSk
xz x
kSk k
k
k
kSk
zx
k
x
ς
µσ µσ µσ
ςς ς
ς
ςς
ςς
ς
ς


















=− =− + =− +
∂∂
∂Φ Φ
++
∂∂
∂Φ
−+
∂∂
∂∂
A
После преобразования получим
2
(| |, )
(,) (,)
01
11111
() 2
1
4
1
Sh zk
ISkk
Uz
xxx
ρςς
πς
∂−
∂∂Φ
=−
∂∂
. (2.1.2.26)
Найдем интегральное представление для потенциала погруженного в нижнее
полупространство источника. Найдем скалярный потенциал
1
U
:
()
11
().
10
0
A
A
q
x
z
Udiv XZJrd
xz x
λ
λλ
µσ µσ µσ



=− =− + =− +
∂∂
A
                             Iµ ∂ ∞                       p z
                 A =− 0                 ∫  X ′ (0)λ −1 e 0 J ( λ r ) d λ =
                   z0         4π ∂x 0 0                         0
                               Iµ ∂ ∞                     − p (h − z )
                           =      0            p − λe 0 0             J ( λ r ) d λ.
                                   2  ∂x   ∫  0      
                                                                         0
                              2π k         0
                                   0
Формулы Зоммерфельда и Фока дают
                       I µ  ∂3Φ(ς , k ) ∂ 2 S (ς , k ) 
             A =          0             0 0 +              0 0 , ς := h − z.                   (2.1.2.25)
              z0 2π k 2  ∂x∂ς 2                       ∂x∂ς        0        0
                           0            0                  0 
Если источник в земле на глубине h в полупространстве с волновым числом
                                                  0
k1, то нужно поменять местами k и k1 заменить ς на ς . В результате
                                                 0                         0          1
получим:
                             I µ  ∂3Φ(ς , k ) ∂ 2 S (ς , k ) 
                A =−            0              1 1 +           1 1 , ς := h + z.
                  z1                                      ∂x∂ς       1       0
                            2π k 2  ∂x∂ς 2                     1    
                                1              1                    
Компонента Аz вектор-потенциала на постоянном токе равна
                                Iµ x  z + h                      2      2            2
              Az (r , z, h) = −           1 −         , R+ = x + y + ( z + h) .
                                4π r 2          R+ 
     Г. Скалярный потенциал в области z > 0. Источник в нижнем
полупространстве.
     В этой модели
                              1  ∂Ax ∂Az 
     U =−
      1
            1
           µσ
               divA = −          
                            µσ  ∂x
                                          +
                                              ∂z   =−
                                                          1 ∂
                                                             q
                                                         µσ  ∂x { S (| h − z |, k ) − S (ς , k ) +
                                                                          0         1       1 1
                     3           2                        
                 2  ∂ Φ(ς1, k1) ∂ S (ς1, k1) 2 ∂Φ(ς1, k1)  
              +                +            −k            
                k 2  ∂ς 3          ∂ ς 2      1  ∂ς
                 1      1             1            1       

                    3         2            
           ∂  2  ∂ Φ(ς1, k1) ∂ S (ς1, k1)   
          −                 +               .
           ∂z  k 2  ∂x∂ς 2     ∂x∂ς
               1        1           1   
                                                
После преобразования получим
                   I ρ  ∂S (| h − z |, k ) ∂S (ς , k )    ∂ 2Φ(ς , k ) 
        U ( z) = −    1          0        1 −     1   1  −2       1 1 .                      (2.1.2.26)
         1         4π           ∂x             ∂x            ∂x∂ς       
                                                                  1      
Найдем интегральное представление для потенциала погруженного в нижнее
полупространство источника. Найдем скалярный потенциал U :
                                                              1
             1               ∂
                         1  x ∂Az 
                              A           q ∂  ∞
      U =−     divA = −         +    =−          λ ( X + Z ′ ) J 0 (λ r )d λ .
        1   µσ             
                        µσ  ∂x   ∂z    µσ ∂x 0∫


                                                   58