基于吸收邊界條件的瞬變電磁法三維矢量有限元快速正演

作者：張永超,王光杰,李宏杰,廉玉廣,李文,邱浩,牟義

摘要：瞬變電磁法的三維有限元正演通常采用齊次邊界條件,為滿足該邊界條件,需要構建較大尺寸的模型,這降低了正演問題的求解速度.針對該問題,本文采用吸收邊界條件代替齊次邊界條件,以縮小模型體積,加快正演速度:首先,從時間域麥克斯韋方程組出發,推導了基于庫倫規范的矢量勢的微分控制方程,結合一階吸收邊界條件推導了相應的的弱形式方程;在此基礎上采用一階四面體矢量單元進行單元分析、Newmark法進行時間離散,實現了瞬變電磁法的快速三維正演.通過均勻半空間模型的解析解,H型地電斷面的CR1Dmod解和相應模型有限元解的對比,驗證了本文算法的正確性.均勻半空間模型分別采用吸收邊界條件和齊次邊界條件的正演結果對比表明:吸收邊界條件確實可以提高三維正演的精度或者縮小模型尺寸、加快計算速度.

發文機構：煤炭科學技術研究院有限公司安全分院 煤炭資源高效開采與潔凈利用國家重點實驗室（煤炭科學研究總院） 北京市煤礦安全工程技術研究中心 中國科學院大學 中國科學院地質與地球物理研究所頁巖氣與地質工程重點實驗室

關鍵詞：瞬變電磁正演矢量有限元吸收邊界條件TEMForward modelingVector finite elementAbsorbing boundary condition

分類號： P631[天文地球—地質礦產勘探]