Doğru akım özdirenç ve manyetotellürik yöntemlerde sonlu elemanlar ile iki boyutlu düz çözüme topoğrafya etkisinin eklenmesi
Two dimensional finite element forward modeling with topography in direct current resistivity and magnetotelluric methods
Yazar: ERHAN ERDOĞAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MEHMET EMİN CANDANSAYAR
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Jeofizik Mühendisliği = Geophysics Engineering
Dizin: Manyetotelürik = Magnetotelluric ; Sonlu elemanlar = Finite elements ; Topoğrafya = Topography ; İki boyutlu modelleme = Two dimensional modelling

Özet:
Doğru akım özdirenç ve manyetotellürik yöntemler yer içinin özdirenç dağılımını belirlemekte kullanılan jeofizik yöntemlerdir. Veri toplanan sahanın yüzey topoğrafyası ölçülen veriye bozucu bir şekilde etki etmektedir. Ters çözüm sonucu güvenilir bir model elde edilebilmesi için, ölçülen verideki topoğrafya etkisinin kuramsal veriye de eklenmesi gerekmektedir. Bu tez çalışmasında, doğru akım özdirenç ve manyetotellürik yöntemlerde, topoğrafya etkisinin 2B düz çözüme eklenmesi araştırılmıştır. Eliptik tipte diferansiyel denklem çözümünde, sonlu elemanlar sayısal çözüm tekniği kullanılmıştır. Sonlu elemanlar yönteminde kullanılan model ağı esneme özelliğine sahiptir ve model ağı her türlü yüzey topoğrafyasına göre şekillendirilebilir. Bu yöntemle yüzey topoğrafysı ek bir hesaplama zamanı gerektirmeden düz çözüme eklenebilir. Topoğrafyanın düz çözüme eklenmesinde kullanılan bir diğer yöntem ise, havayı temsil eden yüksek özdirençli blokların modele eklenmesidir. Bu tez çalışmasında söz konusu iki yöntemde uygulanmış ve sonuçları karşılaştırılmıştır. Yapılan modelleme çalışmaları ile topoğrafyanın fiziksel etkisi, farklı modeller üzerinde incelenmiştir. Doğru akım özdirenç yönteminde, görünür özdirenç değerleri düşey çözünürlüğü yüksek Wenner-Schlumberger ve yanal süreksizliklere karşı duyarlı dipol-dipol elektrot dizilimleri için hesaplanmış ve topoğrafya etkisi incelenmiştir. Manyetotellürik yöntemde ise topoğrafya etkisinin daha fazla görüldüğü yüksek frekanslar için modelleme çalışması yapılmış, TE- ve TM-modu verileri için topoğrafya etkisi incelenmiştir.

Abstract:
Direct current resistivity and magnetoltelluric methods are commonly used geophysical methods for determining the resistivity distribution of the earth. In both of these methods, data are generally acquired along line and interpreted by 2D inversion algorithms. In data acquisition, the surface topography is usually not flat and the undulated topographic surfaces damage the measured data. These topographic effects must be incorporated into forward solutions to generate more accurate inverted models. In this study, incorporation of topography into two dimensional direct current resistivity and magnetotelluric forward solution is examined. Finite element numerical method is used for solving the elliptic type differential equations. The finite element modeling mesh is flexible and it can be distorted with respect to the surface topography. Any undulated surface topography can be simulated by using flexible finite element mesh. Also the topography effect was simulated by representing the air portion of the mesh. The modeling studies are clearly showed the physical effect of topography. In direct current resistivity method, apparent resistivities are calculated for dipole-dipole array, which provides better lateral resolutions and also Wenner-Schlumberger array, which is more suitable for resolving the resistivity changes with depth. In magnetotelluric method we used high frequencies, which are more sensitive to the topographic effects and examined them for both TE- and TM-modes.