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基于三次插值的大地電磁自適應有限元二維正演模擬

馮凱; 秦策; 李論; 郭家松; 蔡盼盼 中國煤炭科工集團西安研究院有限公司; 西安710077; 河南理工大學物理與電子信息學院; 焦作454000; 成都理工大學地球勘探與信息技術教育部重點實驗室; 成都610059

關鍵詞:大地電磁 三次插值 自適應有限元法 

摘要:大地電磁(MT)數(shù)值模擬中通常使用有限單元法,通過伽遼金(Galerkin)法將微分方程轉化為與其等價的泛函形式,對泛函求取極值并在單元上定義插值基函數(shù),得到節(jié)點上電磁場值的線性方程組,最終形成大型復對稱稀疏矩陣。要達到較高的有限元計算精度,一般采用密集的網(wǎng)格或高次插值的方法,這樣做大大的減慢了正演的速度。結合兩者的優(yōu)點利用三次插值和h-型自適應相結合的有限元法來實現(xiàn)MT的正演算法。首先從一個粗網(wǎng)格出發(fā)并利用三次插值,通過后驗誤差估計方法局部加密網(wǎng)格,在計算量較小的情況獲得較高的計算精度。這種方法可以針對目標區(qū)域和介質分界面發(fā)生突變處進行網(wǎng)格加密,不需要全局加密網(wǎng)格。最后通過對國際標準模型COMMEMI-2D1的模擬,分別比較二次插值與三次插值的自適應網(wǎng)格數(shù)量和數(shù)值模擬結果,證明了三次插值自適應有限元算法的可行性。

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