基于二次场的可控源电磁法三维有限元-无限元数值模拟

作     者：张林成 汤井田 任政勇 肖晓 ZHANG Lin-Cheng

作者机构：中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083 有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室长沙410083 

出 版 物：《地球物理学报》 (Chinese Journal of Geophysics)

年 卷 期：2017年第60卷第9期

页      面：3655-3666页

核心收录：

学科分类：081801[工学-矿产普查与勘探] 0709[理学-地质学] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 0707[理学-海洋科学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0708[理学-地球物理学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0704[理学-天文学] 

基　　金：国家自然科学基金(41574120 41174105) 湖南省自然科学基金(2016JJ2139) 国家高技术研究发展计划(863计划)(2014AA06A602) 国家自然科学基金(41404111 41474103) 国家重点基础研究发展计划(973计划)青年科学家专题(2015CB060200) 中南大学创新驱动项目(2016CX005) 中南大学猎英人才计划共同资助 

主　　题：边界条件 有限元-无限元 并行求解器 场源阴影效应 

摘      要：本文提出了一种新的混合有限元-无限元三维可控源电磁法(CSEM)问题快速高精度正演模拟算法.首先从电场双旋度方程出发,推导了水平电偶极子源的二次场边值问题,采用无限元代替截断边界条件和有限元离散内部计算区域的新策略,达到减小计算区域的目的,基于并行直接求解技术,实现多源CSEM问题的快速精确求解.其次,通过层状解析模型测试,一方面验证了新算法的正确性,另一方面通过与其他三种已知CSEM问题求解策略进行对比,表明了本文提出的基于二次场有限元-无限元算法具有离散区域小、求解速度快和计算精度高等优点.最后,通过3D模型计算,清晰直观地模拟了场源阴影效应,为野外数据的处理与解释提供指导.