基于区域分解和矢量有限元的可控源电磁法三维并行快速正演

基本信息
批准号:41604111
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:谢维
学科分类:
依托单位:中南大学
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:童孝忠,陈波,马慧英,李春鹏,麻昌英
关键词:
并行正演区域分解法非结构化网格可控源电磁法矢量有限元
结项摘要

The algorithm efficiency and calculation accuracy of traditional methods of secondary field calculation and global encryption strategy is barely satisfactory in processing the undulating terrain, and the high gradient and singularity of local artificial sources that are found prevalent in 3D CSEM (Controlled Source Electromagnetic) FEM (Finite Element Modeling) direct modeling. Therefore, by introducing the algorithm on domain decomposition vector finite element, this project divides the large and complex CSEM 3D forward problems into several simple subfields, applies Robin transmission conditions on the interface between adjacent domains and hence solves the problems respectively according to the properties of the solving objects in the subfields. Such vector finite element algorithm of high parallelism can effectively solve “pseudo solution” in the node finite elements and provide a valid path to the MPI parallel solution of super-scale 3D CSEM. When being combined with the complete thinking which includes the adaptive strategy of unstructured grid and posteriori error estimation and the object-oriented adaptive refinement strategy, it can improve the whole accuracy and efficiency of CSEM 3D forward modeling and acquire the electromagnetic value at the measuring point position with the smallest amount of calculation, so as to realize the goal solving the complex 3D CSEM problem with the least amount of computation in a fast and accurate way.

针对CSEM三维有限元正演中普遍存在的局部人工源的奇异性、起伏地形难以处理、计算量庞大等问题,传统的基于结构化网格、全局加密策略的算法效率、计算精度差强人意。为此,申请者拟引入区域分解矢量有限元算法,该算法将复杂、大型的CSEM三维正问题拆分为若干个简单子域,在相邻区域的分界面上施加Robin传输条件,且根据各子域上求解目标体局部特性分别求解。这种具有高度并行度的矢量有限元算法,有效解决节点有限元存在的“伪解”问题,为超大规模三维CSEM的MPI并行求解提供了一条有效的途径。再结合非结构化网格、后验误差估计的自适应策略、面向目标体自适应加密等整套思路,整体提升CSEM三维正演精度与效率,力求以最小计算量求解测点位置上电磁场值,达到快速、高精度求解复杂三维CSEM问题的目的。

项目摘要

针对当前CSEM三维正演普遍存在起伏地形难以处理,计算量大等问题,本项目开展了基于区域分解和矢量有限元的可控源电磁法三维快速正演研究。主要研究了基于区域分解三维可控源电磁法矢量有限元算法,基于MPI区域分解法的并行处理技术,基于数值解残差的后验误差估计分析。引入非重叠型的区域分解法,在相邻区域的分界面上施加Robin传输条件,开展了基于区域分解矢量有限元计算方法研究。采用矢量有限元与非结构化网格结合的方式,推导出四面体单元上的有限元表达式,测试了不同线性方程组求解算法对区域分解算法的适应性,总结出最优化的求解算法,借助可靠的后验误差估计算法,获得可控源电磁法有限元的单元误差分布,最终构建出一套快速、高精度、适用于带地形的复杂各向异性可控源电磁法模型的三维正演的方法体系。此项目成果能应用于实际生产,特别是在提高工作效率方面,前景诱人。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

DOI:10.13836/j.jjau.2020047
发表时间:2020
2

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.10.026
发表时间:2022
3

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20201185
发表时间:2021
4

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

DOI:10.19701/j.jzjg.2015.15.012
发表时间:2015
5

低轨卫星通信信道分配策略

低轨卫星通信信道分配策略

DOI:10.12068/j.issn.1005-3026.2019.06.009
发表时间:2019

谢维的其他基金

批准号:39600081
批准年份:1996
资助金额:8.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31771592
批准年份:2017
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:31430035
批准年份:2014
资助金额:335.00
项目类别:重点项目
批准号:31171041
批准年份:2011
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:91632201
批准年份:2016
资助金额:220.00
项目类别:重大研究计划
批准号:30571045
批准年份:2005
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:71601079
批准年份:2016
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30930051
批准年份:2009
资助金额:175.00
项目类别:重点项目

相似国自然基金

1

基于矢量有限元和瀑布式多重网格法的大地电磁带地形三维并行正演研究

批准号:41874086
批准年份:2018
负责人:潘克家
学科分类:D0405
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
2

基于高阶叠层矢量有限元法的回线源瞬变电磁法带地形三维正演

批准号:41504088
批准年份:2015
负责人:李建慧
学科分类:D0408
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
3

可控源时间域电磁响应三维正演数值模拟研究

批准号:41504096
批准年份:2015
负责人:毛玉蓉
学科分类:D0408
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
4

基于区域分解和混合有限元的大地电磁三维并行正反演研究

批准号:41464002
批准年份:2014
负责人:李长伟
学科分类:D0405
资助金额:45.00
项目类别:地区科学基金项目