基于谱元法的低频平面波电磁场数值模拟

谱元法是近年来发展成熟的一种数值方法,具有高精度和指数收敛特性。基于谱元法实现了大地电磁的正演模拟,从麦克斯韦方程出发得到电场矢量Helmholtz方程,使用Gauss-Lobatto-Legendre多项式作为基函数离散Helmholtz方程,采用稳定的双共轭梯度算法求解大型稀疏线性方程组得到电磁场分布。通过与国际标准模型COMMEMI2D-0、COMMEMI2D-1的计算对比,验证了算法的有效性和准确性,对几个典型的地电模型进行模拟计算,表明了算法具有有限元的灵活性和谱方法高精度的特性,是一种高效实用的电磁正演计算方法。

基于谱元法的二维大地电磁数值模拟

谱元法(SEM)是基于有限元发展起来的一种数值模拟方法,具备有限元法处理复杂结构的几何灵活性和谱方法的高精度和指数收敛性,将其用于数值模拟计算比传统高阶有限元减少了内存需求和CPU时间。为了提高大地电磁数值模拟的精度和效率,基于Galerkin加权余量法,采用Gauss-Lobatto-Legendre(GLL)正交多项式作为插值基函数,用Intel的Pardiso求解器直接求解线性方程组得到电磁场分布,实现了大地电磁(MT)二维谱元法数值模拟。给出的层状模型和COMMEMI 2D-1模型的数值算例验证了谱元算法和所编写程序的可靠性和稳定性。