XFdtd wird zur Analyse von Crosshole Ground Penetrating Radar für ein aus drei Schichten bestehendes Gelände verwendet. Die Analyse wird durch Parameter-Sweeps zur Verschiebung des Senderstandorts und Skripting zur Erstellung von Constant Offset Profile (COP) und Multiple Offset Gather (MOG) Diagrammen vereinfacht.
Wie in Abbildung 1 zu sehen ist, besteht der Boden aus einer verlustfreien trockenen Erdschicht mit einer relativen Dielektrizitätskonstante von 4, einer mittleren Schicht aus verlustfreier nasser Erde mit einer relativen Dielektrizitätskonstante von 16 und einer unteren Schlammschicht mit einer relativen Dielektrizitätskonstante von 25 und einer Leitfähigkeit von 0,02. Die Bohrlöcher sind 7,75 m tief und haben einen Abstand von 3,3 m. Die Senderstandorte auf der linken Seite sind alle 1 Meter angeordnet, während die Empfänger auf der rechten Seite in einem Abstand von 0,25 Metern angeordnet sind. Anstatt jede Sendeposition manuell einzurichten, wird ein Parameter-Sweep verwendet, um einen einzelnen Sender an mehrere Positionen zu verschieben und eine Simulation durchzuführen. In ähnlicher Weise werden die zahlreichen Empfänger mit einem Skript erstellt, anstatt mühsam jeden Standort einzugeben.
Abbildung 1: Geschichtetes Gelände mit Sender- und Empfängerstandorten.
Es wurde eine 100-MHz-Sinusanregung verwendet und eine einzige Simulation durchgeführt. Die Zeitbereichsdaten wurden für jeden Sender- und Empfängerstandort gespeichert. Aus diesen Aufzeichnungen wurde dann die Laufzeit bestimmt, und mittels Skripting wurden Diagramme von COP und MOG erstellt. Abbildung 2 zeigt den COP für jeden der sieben Senderstandorte. Abbildung 3 zeigt ein MOG-Diagramm für den Sender in der obersten Schicht und Abbildung 4 ist ein MOG-Diagramm für den Sender in der untersten Schicht.
Abbildung 2: COP-Diagramm für alle Senderstandorte.
Abbildung 3: MOG-Diagramm für einen Sender, der sich in der obersten Schicht befindet.
Abbildung 4: MOG-Diagramm für einen Sender, der sich in der untersten Schicht befindet.
Eine zweite Simulation wurde durchgeführt, um die elektrischen Felder bei ihrer Ausbreitung zu visualisieren. Abbildung 5 zeigt die Feldverteilung und das MOG-Diagramm für den Sender in der mittleren Schicht. Die Ausgabe der Feldverteilung hilft dabei, die Auswirkungen unterschiedlicher Wellengeschwindigkeiten auf das MOG-Diagramm zu verstehen.