​Группа исследователей из лаборатории геоэлектрики (заявку готовили Надежда Штабель и Александр Шеин) получила грант Microsoft Azure Research Award. Исследования связаны с трехмерным моделированием нестационарных электромагнитных полей векторным методом конечных элементов на неструктурированной трехмерной тетраэдральной сетке. При вычислениях используется программное обеспечение разработанное в институте, а также программа Modem3D (авторы Иванов М.И. и Кремер И.А.). С помощью программы Modem3D уже удалось решить некоторые интересные с точки зрения геологии задачи, связанные с расчетом индукционных переходных характеристик сложнопостроенных моделей. Одна из таких задач заключалась в объяснении кажущегося противоречия между результатами ЗМПП и съемками методом естественного поля (ЕП) при изучении Чернорудской зоны Приольхонья.

Трехмерная геоэлектрическая модель Чернорудной зоны Приольхонья

Исследование возможностей и ограничений одномерной инверсии данных зондирований становлением при изучении крутопадающих проводящих структур).

Еще одной задачей является изучение поведения индукционных переходных характеристик над кимберлитовыми трубками. Если аппроксимировать объект субвертикальным телом цилиндрической формы (рис. 1), то с помощью трехмерного моделирования показано, что при наличии околотрубчатых изменений в виде тонкой проводящей оболочки есть возможность обнаружения кимберлитовых трубок с помощью метода переходных процессов

Моделирование индукционных переходных характеристик кимберлитовых трубок с помощью программы Modem3D

Существует много других интересных объектов, при изучении которых можно рассчитывать на значительное продвижение за счет постановки трехмерного моделирования.

Другим важным направлением исследований является трёхмерная инверсии данных нестационарных зондирований, переход к которой осложняется тем, что даже прямое моделирование электромагнитных полей в сложно построенных средах требует больших временных и вычислительных ресурсов. Сочетание точного трехмерного моделирования с приближенными методами позволят понять, протестировать и создать соответствующие программно-алгоритмические средства для трехмерной инверсии. В лаборатории уже проведено опробование томографической 3D-инверсии данных зондирований становлением на основе линейного (борновского) приближения.

Опробование томографической 3D-инверсии данных зондирований становлением на основе линейного (борновского) приближения

Разработанный в институте комплекс программ IMPFEM (автор Штабель Н.В.), нацелен на моделирование трехмерных электромагнитных полей в задачах импульсных зондирований и ЗСБ. Программа IMPFEM позволяет получать распределение электрического поля для широкого класса моделей среды: от простых одномерных моделей до моделей со сложными объектами с криволинейными границами. С помощью разработанного программного комплекса было проведено исследование об аппроксимации субвертикальной плоской границы набором горизонтальных и вертикальных границ. Результаты моделирования показали несостоятельность данного подхода при использовании крупных блоковых структур в аппроксимации. Достаточно хорошее совпадение по кривым измеренной ЭДС происходит при аппроксимации наклонной границы рядом горизонтальных и вертикальных плоскостей достаточно малого размера (~50 м).

Визуализация результатов моделирования, полученных с помощью IMPFEM, позволила изучить вопрос взаимодействия электрического поля, токовых вихрей и субвертикальных границ в среде. Показано, что при взаимодействии с наклонной границей токовый вихрь перестает быть замкнутым на некоторое время и после прохождения границы раздела сред становится параллелен этой границе за счет наведенных на границе зарядов (рис. 4). Исследование на моделях с двумя субвертикальными границами (рис. 5)  показало, что электромагнитное поле всегда стремится перейти большей частью в подобласть с наименьшим сопротивлением.

Аппроксимация субвертикальной границы в задачах импульсных электромагнитных зондирований

Параллельная версия IMPFEM, разработанная для работы на кластере, позволяет одновременно рассчитывать несколько точек исследуемого профиля. При этом вычисления наведенной ЭДС могут производиться в большом количестве катушек.

Вычисления выполняются на развернутом в институте гибридном кластере под управлением Microsoft HPC 2012 R2, включающем узлы на базе выделенных серверов, виртуальных машин, использующих временно свободные серверные ресурсы и рабочих станций. С получением гранта Microsoft в кластер включены вычислительные узлы в облаке Windows Azure. Все узлы работают в выделенной виртуальной частной сети с унифицированным доступом к файловым ресурсам, на которых хранятся исходные данные и результаты вычислений.

Похожие новости

  • 12/07/2019

    Пресс-конференция «Новые исследования и находки пещеры «Таврида»

    В РИА Крым состоялась пресс-конференция, на которой речь шла об изучении пещеры методом электротомографии, компьютерной обработке сейсмотомографических данных, палеореконструкциях останков древних животных, обнаруженных при исследовании карстовых полостей, а такжео  создании на базе пещеры “Таврида” научно-образовательного и спелеотуристического культурно-просветительского комплекса.
    362
  • 20/04/2015

    Молодые ученые ИНГГ СО РАН победители программы "УМНИК"-2015

    ​​Поздравляем победителей программы "УМНИК"-2015​: Алексея Фаге​ (м.н.с. лаборатории электромагнитных полей​) тема: «Разработка системы трехмерного моделирования данных электротомографии».
    1627
  • 29/07/2019

    История Сибири приросла новой культурой

    ​Человеку свойственно недооценивать родной край. Новосибирская область в представлении местных жителей вряд ли входит в число богатых археологическими памятниками мест – не Рим, да и не Крым. Однако вот уже пару десятков лет ученые опровергают стереотипы обывателей.
    485
  • 09/07/2019

    НГУ и «Газпромнефть» создали НОЦ по развитию технологий добычи нефти и газа

    ​Компания «Газпромнефть» создала на базе Новосибирского государственного университета (НГУ) Научно-образовательный центр (НОЦ) по развитию нефтегазовых технологий. Центр объединяет исследователей научных институтов, студентов и сотрудников НГУ для решения научно-прикладных задач.
    451
  • 25/05/2019

    В Новосибирске из­го­то­ви­ли вы­со­ко­точ­ный ми­ни­а­тюр­ный ма­г­ни­то­метр для квадрокоптеров

    ​​Пред­при­я­тие ООО «Си­б­тех­цен­тр» (г. Но­во­си­би­р­ск) со­в­ме­ст­но с Но­во­си­би­р­ским го­су­дар­ствен­ным уни­вер­си­те­том под ру­ко­вод­ством пред­се­да­те­ля Объ­е­ди­нен­но­го уче­но­го со­ве­та по на­у­кам о Зе­м­ле СО РАН, зав.
    691
  • 06/05/2017

    Победы Сибирского отделения РАН: от сканеров таможенного досмотра до создания новых материалов

    В преддверие Дня Победы ученые представили разработки институтов Сибирского отделения Российской академии науки и промышленных корпораций в сфере оборонного и гражданского назначения. Председатель Сибирского отделения РАН, академик Александр Асеев подчеркнул, что «решение сложных проблем оборонно-промышленного комплекса, его диверсификация — то есть производство гражданской продукции, — невозможно без опоры на достижения фундаментальной науки.
    2010
  • 29/12/2018

    Проект НГУ «Аэротомография» поддержан Межведомственной рабочей группой Правительства РФ

    ​​В современном мире растет популярность беспилотной авиации. Так, беспилотные воздушные суда (БВС) уже нашли широкое применение в системах мониторинга дорог, трубопроводов и ЛЭП, в строительстве, при создании беспроводных сетей, в точном земледелии, в построении карт и планов местностей, населенных пунктов и транспортных путей.
    1089
  • 21/04/2017

    Почему для строительства в Арктике нужны новые правила

    ​Эксперты оценили влияние потепления на устойчивость зданий в вечной мерзлоте и рассказали, какие технологии используются для строительства на Севере. Глобальное потепление климата и таяние вечномерзлых грунтов - одна из причин, по которым Минстрой РФ к 2020 году намерен создать новые регламенты для строительства в Арктике.
    3621
  • 29/07/2019

    Итоги Марчуковских научных чтений в Новосибирске

    ​Марчуковские научные чтения проводятся Институтом вычислительной математики и математической геофизики в третий раз, начиная c 2017 года. Мероприятие названо в честь основателя нашего Института академика Гурия Ивановича Марчука.
    449
  • 11/04/2018

    Академик Валентин Пармон: «Мы должны создавать перспективы на 30-40 лет вперед»

     На форуме «Городские технологии-2018» председатель Сибирского отделения академик Валентин Николаевич Пармон обозначил направления развития сотрудничества СО РАН и его партнеров для решения задач городского хозяйства.
    1287