Modelowanie numeryczne georadarowego pola falowego przy użyciu metody pseudospektralnej PSFD

• Autorzy: Gołębiowski T. , Karczewski J.

Warianty tytułu

EN

Numerical modelling of GPR wave field by using pseudospectral method PSFD

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono zastosowanie metody pseudospektralnej PSFD (Pseudospectral Finite Difference Method) do modelowania elektromagnetycznego pola falowego w stropie budynku. Wykonano serie pomiarów radarowych w budynku A-0 Akademii Górniczo-Hutniczej, w celu uzyskania danych potrzebnych do przeprowadzenia analiz numerycznych georadarowego pola falowego. W artykule zamieszczono wyniki pomiarowe otrzymane w wybranym profilu oraz wyniki symulacji numerycznych przeprowadzonych dla tego profilu. Celem modelowania była identyfikacja źródeł dwóch obszarów podwyższonych amplitud pod żelbetonowym stropem. W analizach numerycznych badano odzwierciedlenie na echogramach syntetycznych elementów zbrojeniowych o różnych rozmiarach i kształtach (pręty, belki nośne, rury instalacyjne itp.). Analizowano także efekty wynikające z wzajemnego ułożenia elementów zbrojeniowych oraz rur o różnych przekrojach. Modelowanie numeryczne pozwoliło na interpretację anomalii jako systemu stalowych rur wodnych lub gazowych, a nie jako belek nośnych, na co wskazywała wstępna interpretacja echogramów pomiarowych.

EN

This paper presents using of PSFD method (Pseudospectral Finite Difference Method) for modelling of GPR wave field in the building-ceiling. There are made series of georadar measurements inside the building of AGH University of Science and Technology in Kraków. Paper presents only one echogram, and results of numerical modelling made for it. Aim of modeling was determination of two zones of higher amplitudes under the ceiling. In numerical analysis there were testing effects from different bodies (rebars, pipes, support-beams etc.). In the synthetic echograms there were analyzing also effects from anomaly bodies with their different location in the ceiling. Numerical simulation allowed to interpret these two zones as the system of gas or water pipes, when in initial interpretation these zones were treated as effects from support-beam in the ceiling.

Słowa kluczowe

PL

badania georadarowe; modelowanie numeryczne

EN

GPR measurements; numerical modelling

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Geologia / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
• Rocznik: 2003
• Tom: T. 29, z. 1--2
• Strony: 33--45
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Gołębiowski T.

• Akademia Górniczo-Hutnicza; Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, Zakład Geofizyki, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Karczewski J.

• Akademia Górniczo-Hutnicza; Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, Zakład Geofizyki, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• Carcione J. M., Marcak H., Seriani G. & Padoan G., 2000. GPR modeling study in contaminated area of Krzywa Air Base. Geophysics, 65, 2, 521-525.
• Carcione J. M„ Lenzi G. & Valle S., 1999. GPR modeling by the Fourier method: improvement of the algorithm. Geophysical Prospecting, 47, 1015-1029.
• Carcione J. M., 1996a. Ground radar simulation for archeological applications. Geophysical Prospecting, 44, 871-888.
• Carcione J. M., 1996b. Ground penetrating radar: wave theory and numerical simulation in lossy, anisotropic media. Geophysics, 61, 6, 1664-1677.
• Carcione J. M. & Cavallini F., 1994. Modeling transverse electromagnetic waves in conducting, anisotropic media by a spectral time-domain technique. In: Terzuoli A. (ed.), 10th Annual Review of Progress in Applied Computational Electromagnetics, vol. II, 586-593.
• Dahlquist G. & Bjorck A., 1983. Metody numeryczne. PWN, Warszawa. 1-682.
• Driscoll T. A. & Fomber B., 1999. Block pseudospectral methods for Maxwell’s Equations II: Two- dimensional, Discontinuous-coefficient case. J. Sci. Comput., 21,3, 1146-1167.
• Fomberg B„ 1990. High-order finite differences and pseudo-spectral method on staggered grids. Journal of Numerical Analysis, 27, 904-918.
• Fortuna Z. & Macukow B. & Wąsowski J., 1998. Metody numeryczne. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1-383.
• Heiner I., 2003. Numerical Methods in Geophysics. Proc. University of Munchen.
• Kosloff R. & Kosloff D., 1986. Absorbing boundaries for wave propagation problems. J. Comput. Phys., 63, 363-376.
• KosloffD. & Baysal E., 1982. Forward modeling by Fourier method. Geophysics, 47, 1402-1412.
• Kosma Z., 1999. Metody numeryczne dla zastosowań inżynierskich. Wydawnictwo Politechniki Radomskiej, Radom, 1-723.
• Morawski T. & Gwarek W., 1998. Pola i fale elektromagnetyczne. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1-304.
• Powers M. H. & Olhoef G. R., 1996. Modeling GPR response of leaking, buried pipes. Proc. SAGEEP, 527-534.
• Różański L., 1997. Pole i fale elektromagnetyczne. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań, 1-120.