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探地雷达频率域2.5维正演

戴世坤 欧阳振崇 周印明 张钱江 李昆 赵东东 陈轻蕊 凌嘉宣

戴世坤, 欧阳振崇, 周印明, 张钱江, 李昆, 赵东东, 陈轻蕊, 凌嘉宣. 探地雷达频率域2.5维正演[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(1): 145-153. doi: 10.11999/JEIT190988
引用本文: 戴世坤, 欧阳振崇, 周印明, 张钱江, 李昆, 赵东东, 陈轻蕊, 凌嘉宣. 探地雷达频率域2.5维正演[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(1): 145-153. doi: 10.11999/JEIT190988
Shikun DAI, Zhenchong OUYANG, Yinming ZHOU, Qianjiang ZHANG, Kun LI, Dongdong ZHAO, Qingrui CHEN, Jiaxuan LING. Frequency Domain 2.5D GPR Forward Modeling[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2021, 43(1): 145-153. doi: 10.11999/JEIT190988
Citation: Shikun DAI, Zhenchong OUYANG, Yinming ZHOU, Qianjiang ZHANG, Kun LI, Dongdong ZHAO, Qingrui CHEN, Jiaxuan LING. Frequency Domain 2.5D GPR Forward Modeling[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2021, 43(1): 145-153. doi: 10.11999/JEIT190988

探地雷达频率域2.5维正演

doi: 10.11999/JEIT190988
基金项目: 国家重点研发计划(2018YFC0603602),国家自然科学基金(41574127),中南大学研究生自主探索创新项目(2018zzts707, 2018zzts200, 2018zzts203)
详细信息
    作者简介:

    戴世坤:男,1964年生,教授,主要研究方向为重、磁、电、地震2维3维高效、高精度数值模拟与反演成像理论、方法和技术研究等

    欧阳振崇:男,1995年生,硕士生,研究方向为频率域雷达2.5维3维高效、高精度数值模拟与反演成像研究

    通讯作者:

    欧阳振崇 oyzc_wy@163.com

  • 中图分类号: TN959

Frequency Domain 2.5D GPR Forward Modeling

Funds: The National Key Research and Development Project (2018YFC0603602), The National Natural Science Foundation of China (41574127), The Project for the Independent Exploration of Graduate Students at Central South University (2018zzts707, 2018zzts200, 2018zzts203)
  • 摘要:

    该文从频率域电磁法满足的控制方程出发,采用有限单元法实现了频率域2.5维探地雷达(GPR)正演模拟。重点分析了波数域电磁场谱随相对介电常数和收发距变化的规律,探讨了2.5维GPR正演模拟的波数选取问题;基于Open MP并行算法与串行算法的计算效率对比,表明频率域2.5维GPR数值模拟方法具有高效率、高精度和高度并行性的特点,为雷达正演提供重要理论参考依据和技术支撑,是GPR全波形反演的重要基础。

  • 图  1  dx=0.1 m处不同相对介电常数的电磁场谱随波数变化特征

    图  2  dx=0.5 m处不同相对介电常数电磁场谱随波数变化特征

    图  3  dx=1 m处不同相对介电常数电磁场谱随波数变化特征

    图  4  dx=5 m处不同相对介电常数电磁场谱随波数变化特征

    图  5  dx=10 m处不同相对介电常数电磁场谱随波数变化特征

    图  6  主剖面电磁场数值解与解析解对比图

    图  7  主剖面电磁场其他算法数值解与解析解对比图

    图  8  主剖面半空间电磁场数值解与解析解的对比图

    图  9  复杂模型示意图

    图  10  主剖面电磁场分量实部和虚部

    表  1  整个程序OpenMP并行不同线程计算效率

    1线程2线程4线程8线程16线程20线程
    CPU负载率(%)78.79.219.237.772.690.3
    占用内存(GB)1.321.952.865.8410.1613.26
    运行时间(s)242.887359.917190.912106.64579.92586.375
    加速比(SP)0.6731.2692.2713.0302.812
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-12-11
  • 修回日期:  2020-08-08
  • 网络出版日期:  2020-08-21
  • 刊出日期:  2021-01-15

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