三维频率域可控源电磁法有限元-无限元结合数值模拟

针对传统的三维频率域可控源电磁法有限元数值模拟数据量大、耗费时间长的问题,引入无限单元来取代施加在外边界上的人工边界条件。电磁场在无限单元内扩散至无限远处,并最终衰减为0。由此,有限元剖分区域的范围被大幅减小,总自由度数相应降低,计算速度随之加快。数值模拟结果表明:采用本文提出的有限元-无限远结合算法后,有限元网格化区域不到原先的1%,自由度总数减少约33%,求解时间节省约25%,计算精度与大范围下施加Dirichlet外边界条件的有限元结果相当。

三维直流电阻率有限元-无限元耦合数值模拟

为解决传统有限元截断边界所引起的问题,本文提出了一种新的三维直流电阻率有限元-无限元耦合数值模拟方法.首先推导了无限元三维单元映射函数,然后提出了一种全新的最优的无限元形函数并与多种其他形函数进行了对比,随后将其与非结构化四面体有限元相结合,取代了传统的混合边界条件,使得电位在无限域内连续并在无限远处衰减为零,最终形成的左端矩阵稀疏对称并与场源位置无关.数值计算表明,该方法可以在近似测区大小的计算范围内得到与混合边界条件相当的计算精度,优于相同计算范围下齐次边界条件的解,有利于减少计算节点数;由于左端矩阵不随场源位置改变,有利于加速反演计算.

基于GiD的有限元前处理和后处理可视化

目前在地球物理数值计算领域,尚缺乏简便易行的可视化的前处理和后处理方法.这使得复杂计算模型较难建立和分析,也使得已有计算程序较难与生产实际相结合.本文以直流电法三维有限元数值模拟前后处理为例,研究了通用三维前后处理软件GiD在地球物理有限元前处理和后处理中的应用方法.通过编写用户自定义"问题类型",建立并输出了可用于已有有限元计算程序的初始模型.计算过程结束之后,通过调用GiDpost后处理函数库,使计算程序方便的生成特定格式的后处理文件.最后,将前处理、计算和后处理功能整合,成功实现整个过程的图形化.与目前其他地球物理有限元前后处理方法相比,此套方法效率高、简单易行,最重要的是通用性好,可适用于各种已有的地球物理有限元计算程序.

基于CPLD的逆重复m序列伪随机信号发生器

利用Lattice公司的仿真软件ispLEVER3.0和VHDL语言,基于可编程逻辑器件CPLD设计了可用于地电系统相关辨识的多级伪随机信号发生器,分析了其硬件功能和控制程序模块。发生器产生的m序列和逆重复m序列信号的时钟周期由系统时钟频率的2次分频到216次分频可变,移位寄存器级数由4级至23级可选。此外,为实现大功率发射,程序可以在两个同步的反向伪随机信号间插入关断脉冲。反复的实验证明,本文的信号发生器性能可靠、稳定,为进一步研制新型的电磁勘探仪器提供了良好的场源信号。