Geçici Elektromanyetik Alan Difüzyonunun Du Fort-frankel Sonlu Farklar Yaklaşımı İle İki Boyutlu Modellenmesi

Abstract

Bu çalışmada, iki boyutlu (2B) yerelektrik yapıların yarı sonsuz uzayda oluşturduğu elektromanyetik tepki yanıtı DuFort-Frankel sonlu farklar yaklaşımı kullanılarak zaman ortamında modellenmiştir. İki boyutlu yapı doğrultusundaki (TE modu) zaman ortamı elektromanyetik difüzyon denklemleri, bu yaklaşım ile belirlenen zaman adımlarında yinelemeli olarak çözülmüş ve birincil ve ikincil elektrik alanların difüzyonu hesaplanmıştır. İki çizgisel akım kaynağı için Dirichlet ve Neumann sınır koşullarıyla iki boyutlu iletkenlik yapılarının geçici elektromanyetik tepki yanıtlarını hesaplayan algoritma MATLAB programlama dili kullanılarak geliştirilmiştir. Yarı-sonsuz tekdüze ortam için sınanan algoritma ile çeşitli modeller hesaplanmış ve iki boyutlu yer modellerinde difüzyon sürecini etkiyen faktörler incelenmiştir. Türkiye’nin önemli çevre sorunlarından biri olan kıyılardaki tuzlu su girişiminin simülasyonu amacıyla hesaplanan modeller için oluşturulan kontur kesitlerinde, yeraltında geçici elektromanyetik alanların difüzyonunun net olarak izlenebildiği ve TEM yönteminin bu sorunu çözümü anlamında üstün yanlarını vurguladığı gözlemlenmiştir.

In this study, the electromagnetic response of a two dimensional (2D) body in a half-space is modeled in time domain by using Du Fort-Frankel finite difference approximation. Time domain electromagnetic diffusion equations for two-dimensional TE mode are solved for specified time steps iteratively by this approximation and diffusion of primary and secondary electric fields are obtained. Using Dirichlet and Neumann boundary conditions, the transient electromagnetic responses of two-dimensional bodies under the excitation of double line source are modeled by using the MATLAB. Numerical models were generated in order to simulate saltwater intrusion that is one of the most important environmental problems in Turkey. In the cross-sections of saltwater model, the diffusion of the transient electromagnetic fields can be seen very clearly and this verifies that transient electromagnetic method has high potential to solve the saltwater intrusion problem.