目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 時(shí)域有限差分方法的簡(jiǎn)介與發(fā)展概述 1
1.2 瞬變電磁時(shí)域有限差分正演現(xiàn)狀 3
1.3 主要開(kāi)源FDTD軟件簡(jiǎn)介 5
第2章 瞬變電磁數(shù)值模擬理論基礎(chǔ) 7
2.1 瞬變電磁法的基本原理 7
2.2 Maxwell方程組 7
2.2.1 雙旋度方程求解 8
2.2.2 單旋度方程直接求解 9
2.3 邊界條件 10
2.3.1 Dirichlet邊界條件 11
2.3.2 CPML邊界條件 11
2.3.3 BT-CFS-PML邊界條件 17
2.4 初始條件 23
2.4.1 初始場(chǎng)值 23
2.4.2 發(fā)射源波形 24
2.5 本章小結(jié) 26
第3章 瞬變電磁FDTD 三維正演理論 27
3.1 微商的差商近似原則 27
3.2 顯式FDTD 30
3.3 隱式FDTD 33
3.3.1 CN-FDTD 34
3.3.2 CNDS-FDTD 35
3.3.3 BEDS-FDTD 38
3.4 穩(wěn)定性分析 42
3.4.1 均勻時(shí)間步長(zhǎng)下FDTD 算法的穩(wěn)定性 44
3.4.2 非均勻時(shí)間步長(zhǎng)下的穩(wěn)定性 50
3.5 本章小結(jié) 57
第4章 三對(duì)角矩陣快速求解器 58
4.1 并行計(jì)算基礎(chǔ) 58
4.1.1 CPU 并行 59
4.1.2 GPU 并行 61
4.2 三對(duì)角線性方程組快速求解算法 68
4.2.1 Thomas算法 69
4.2.2 Cyclic Reduction算法（循環(huán)規(guī)約法） 72
4.2.3 Parallel Cyclic Reduction算法 75
4.2.4 CR+PCR算法 76
4.2.5 cuThomas算法 77
4.3 算法計(jì)算效率對(duì)比 78
4.3.1 CR+PCR算法及cuThomas算法的調(diào)用 78
4.3.2 三維正演效率對(duì)比 82
4.4 本章小結(jié) 84
第5章 精度驗(yàn)證與效率分析 85
5.1 顯式FDTD方法精度驗(yàn)證 85
5.1.1 均勻半空間 85
5.1.2 層狀模型 86
5.1.3 三維低阻塊體模型 86
5.1.4 三維垂直接觸帶模型 87
5.1.5 隧道超前探測(cè)模型 88
5.2 BEDS-FDTD算法精度驗(yàn)證 90
5.2.1 均勻半空間 91
5.2.2 層狀模型 93
5.2.3 三維塊體模型 95
5.2.4 垂直接觸帶模型 95
5.3 BEDS-FDTD算法與顯式FDTD算法的效率分析 98
5.4 本章小結(jié) 99
第6章 復(fù)雜模型三維建模 101
6.1 介質(zhì)共形網(wǎng)格技術(shù) 101
6.1.1 地形、異常體三角網(wǎng)格剖分 102
6.1.2 電性參數(shù)映射 103
6.2 em3d電磁仿真軟件 106
6.2.1 軟件概述 106
6.2.2 軟件架構(gòu)設(shè)計(jì) 107
6.2.3 前處理模塊 108
6.2.4 計(jì)算模塊 109
6.2.5 后處理模塊 111
6.3 三維復(fù)雜模型 112
6.3.1 礦體模型 112
6.3.2 山峰山谷模型 114
6.3.3 回線源復(fù)雜地形模型算例 115
6.3.4 電性源半航空瞬變電磁算例 122
6.3.5 全航空瞬變電磁算例 128
6.4 本章小結(jié) 130
參考文獻(xiàn) 131