熱力学と触媒のジャーナル
オープンアクセス

概要

FDTD を使用した掘削中のロギング アプリケーションのための層状媒体の低周波モデリング

Kadappan Panayappan, Sidharath Jain, Raj Mittra and Jaideva C. Goswami

典型的な掘削同時検層 (LWD) アプリケーションでは、数 KHz から MHz の周波数範囲で動作する複数のコイルが送信機と受信機として使用され、地層を適切に特徴付けます。このような低周波システムの電磁気モデリングは、計算上の重大な課題をもたらします。モーメント法 (MoM) 定式化では、ベクトル ポテンシャルの全フィールドへの寄与はスカラー ポテンシャルの寄与よりも数桁小さくなるため、結果として得られるマトリックスは非常に不適切になります。一方、有限差分時間領域 (FDTD) 法では、低周波情報を取得するために膨大な数の時間ステップが必要になります。この論文では、層状地球モデルを検討し、地層に埋め込まれた電気双極子と磁気双極子による電磁場を計算します。FDTD における低周波の問題に対処するために、ソースと受信機の双極子は無限に小さく、計算グリッドと揃っているものと見なし、それに応じて更新方程式を変更します。このアプローチにより、FDTD の時間収束が 2 ～ 3 桁短縮され、メモリ要件も同じ係数で削減されます。層状インターフェイスから反射されるフィールドと受信コイルに誘導される対応する電圧の数値結果が、頁岩および砂層を含む複数のシナリオについて示されます。