复杂模型瞬变电磁三维FDTD正演软件开发

作     者：孙怀凤 胡杉杉 柳尚斌 陈磊 赵歧 刘东 李雪峰 

作者机构：山东大学地球电磁探测研究所 山东省地质调查院 山东大学岩土与结构工程研究中心 

出 版 物：《地球物理学进展》 (Progress in Geophysics)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：081801[工学-矿产普查与勘探] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：国家重点研发计划(2022YFC3003203) 国家自然科学基金(42074145) 

主　　题：瞬变电磁 FDTD GID软件 复杂模型 正演模拟 软件开发 可视化 

摘      要：实际生产对瞬变电磁正演模型的复杂度提出更高要求。传统的时域有限差分算法(finite-different time-domain， FDTD)在建模方面采用模型文件的方式，仅可使用少量参数构建一些简单规则的模型，在构建复杂模型方面存在较大困难；同时由于缺少可视化模块，无法快速对计算结果进行可视化展示。针对上述问题，本文基于GID平台开发了适用于时域有限差分算法的问题类型，实现软件前处理过程以及模型信息的格式化输出，并编写FDTD算法与GID的接口，实现模型信息读取、单元编号转换、发射源识别，从而完成正演计算以及后处理文件生成，形成一个集前处理、正演计算与后处理于一体的瞬变电磁复杂模型三维正演软件。本文详细介绍了整套软件的研发设计、实现方式及模块主要功能，通过对层状和三维垂直接触带模型进行模拟验证了软件的计算精度，最后设计一个复杂地形包含复杂形状目标体的模型进行建模和分析，结果表明该软件计算精度高，集成度高，具有较好的实用性，可实现瞬变电磁复杂模型三维正演。