计算地球物理课件-第3章-电磁场数值模拟

计算地球物理地球物理与信息工程学院物探系周辉2013年第三章电磁场数值模拟

计算地球物理地球物理与信息工程学院物探系第三章电磁场数1内容提要第一节电磁响应的交错网格有限差分模拟第二节大地电磁场有限元模拟内容提要第一节电磁响应的交错网格有限差分模拟21.1求解麦克斯韦方程组的时间域有限差分法第一节电磁响应的交错网格有限差分（时间域有限差分）模拟E电场强度H磁场强度D电感应强度B磁感应强度J电流密度q自由电荷=01.1求解麦克斯韦方程组的时间域有限差分法第一节电磁响31.1求解麦克斯韦方程组的时间域有限差分法第一节电磁响应的交错网格有限差分（时间域有限差分）模拟zx0二维介质1.1求解麦克斯韦方程组的时间域有限差分法第一节电磁响41.1求解麦克斯韦方程组的时间域有限差分法第一节电磁响应的交错网格有限差分（时间域有限差分）模拟微分形式积分形式1.1求解麦克斯韦方程组的时间域有限差分法第一节电磁响51.1求解麦克斯韦方程组的时间域有限差分法第一节电磁响应的交错网格有限差分（时间域有限差分）模拟1.1求解麦克斯韦方程组的时间域有限差分法第一节电磁响61.1求解麦克斯韦方程组的时间域有限差分法第一节电磁响应的交错网格有限差分（时间域有限差分）模拟1.1求解麦克斯韦方程组的时间域有限差分法第一节电磁响71.1求解麦克斯韦方程组的时间域有限差分法第一节电磁响应的交错网格有限差分（时间域有限差分）模拟1.1求解麦克斯韦方程组的时间域有限差分法第一节电磁响81.1求解麦克斯韦方程组的时间域有限差分法第一节电磁响应的交错网格有限差分（时间域有限差分）模拟1.1求解麦克斯韦方程组的时间域有限差分法第一节电磁响91.2完全匹配层(PerfectlyMatchedLayers)吸收边界第一节电磁响应的交错网格有限差分（时间域有限差分）模拟1.2完全匹配层(PerfectlyMatchedLa101.2完全匹配层(PerfectlyMatchedLayers)吸收边界第一节电磁响应的交错网格有限差分（时间域有限差分）模拟1.2完全匹配层(PerfectlyMatchedLa111.2完全匹配层(PerfectlyMatchedLayers)吸收边界第一节电磁响应的交错网格有限差分（时间域有限差分）模拟1.2完全匹配层(PerfectlyMatchedLa121.2完全匹配层(PerfectlyMatchedLayers)吸收边界第一节电磁响应的交错网格有限差分（时间域有限差分）模拟1.2完全匹配层(PerfectlyMatchedLa131.2完全匹配层(PerfectlyMatchedLayers)吸收边界第一节电磁响应的交错网格有限差分（时间域有限差分）模拟1.2完全匹配层(PerfectlyMatchedLa141.2完全匹配层(PerfectlyMatchedLayers)吸收边界第一节电磁响应的交错网格有限差分（时间域有限差分）模拟1.2完全匹配层(PerfectlyMatchedLa151.2完全匹配层(PerfectlyMatchedLayers)吸收边界第一节电磁响应的交错网格有限差分（时间域有限差分）模拟L=10L=2边界反射边界反射波场的等时间剖面（snapshot）1.2完全匹配层(PerfectlyMatchedLa16第二节大地电磁场有限元模拟第二节大地电磁场有限元模拟172.1边值问题

第二节大地电磁场有限元模拟

2.1边值问题第二节大地电磁场有限元模拟182.1边值问题

第二节大地电磁场有限元模拟

2.1边值问题第二节大地电磁场有限元模拟192.1边值问题

第二节大地电磁场有限元模拟

2.1边值问题第二节大地电磁场有限元模拟202.1边值问题

第二节大地电磁场有限元模拟

zxy2.1边值问题第二节大地电磁场有限元模拟zxy212.1边值问题

第二节大地电磁场有限元模拟

zxy2.1边值问题第二节大地电磁场有限元模拟zxy222.1边值问题

第二节大地电磁场有限元模拟

zxy2.1边值问题第二节大地电磁场有限元模拟zxy232.1边值问题

第二节大地电磁场有限元模拟

zxy2.1边值问题第二节大地电磁场有限元模拟zxy242.1边值问题

第二节大地电磁场有限元模拟

2.1边值问题第二节大地电磁场有限元模拟252.1边值问题

第二节大地电磁场有限元模拟

zHzxy2.1边值问题第二节大地电磁场有限元模拟zHzxy262.1边值问题

第二节大地电磁场有限元模拟

2.1边值问题第二节大地电磁场有限元模拟272.2虚功原理第二节大地电磁场有限元模拟2.2虚功原理第二节大地电磁场有限元模拟282.2虚功原理第二节大地电磁场有限元模拟外法线方向相反2.2虚功原理第二节大地电磁场有限元模拟外法线方向292.2虚功原理第二节大地电磁场有限元模拟2.2虚功原理第二节大地电磁场有限元模拟302.2虚功原理第二节大地电磁场有限元模拟2.2虚功原理第二节大地电磁场有限元模拟312.3变分问题第二节大地电磁场有限元模拟

求泛函的变分就是先求泛函对自变量的导数，然后再乘以自变量的变分。2.3变分问题第二节大地电磁场有限元模拟求泛函的变分322.4位能原理第二节大地电磁场有限元模拟2.4位能原理第二节大地电磁场有限元模拟332.4位能原理第二节大地电磁场有限元模拟2.4位能原理第二节大地电磁场有限元模拟342.4位能原理第二节大地电磁场有限元模拟2.4位能原理第二节大地电磁场有限元模拟352.5变分问题第二节大地电磁场有限元模拟

2.5变分问题第二节大地电磁场有限元模拟362.5变分问题第二节大地电磁场有限元模拟

2.5变分问题第二节大地电磁场有限元模拟372.5变分问题第二节大地电磁场有限元模拟

2.5变分问题第二节大地电磁场有限元模拟382.5变分问题第二节大地电磁场有限元模拟2.5变分问题第二节大地电磁场有限元模拟392.5变分问题第二节大地电磁场有限元模拟

2.5变分问题第二节大地电磁场有限元模拟402.5变分问题第二节大地电磁场有限元模拟

2.5变分问题第二节大地电磁场有限元模拟412.6有限元法第二节大地电磁场有限元模拟

123456789101112①②③④⑤⑥2.6有限元法第二节大地电磁场有限元模拟123456422.6有限元法第二节大地电磁场有限元模拟

2.6有限元法第二节大地电磁场有限元模拟432.6有限元法第二节大地电磁场有限元模拟

2.6有限元法第二节大地电磁场有限元模拟442.6有限元法第二节大地电磁场有限元模拟

2.6有限元法第二节大地电磁场有限元模拟452.6有限元法第二节大地电磁场有限元模拟

2.6有限元法第二节大地电磁场有限元模拟46第三节大地电磁场矢量有限元模拟

1234通常的有限元法未知函数值取在节点上1234矢量有限元法未知函数值取在边上，且有方向性新方法:可解决不满足散度条件的问题；介质边缘和角的问题；材料表面强加边界条件困难的问题。参考文献：金建铭著，王建国译，电磁场有限元法，西安电子科技大学出版社，1998。xy第三节大地电磁场矢量有限元模拟1234通常的有限元法未47计算地球物理地球物理与信息工程学院物探系周辉2013年第三章电磁场数值模拟

计算地球物理地球物理与信息工程学院物探系第三章电磁场数48内容提要第一节电磁响应的交错网格有限差分模拟第二节大地电磁场有限元模拟内容提要第一节电磁响应的交错网格有限差分模拟491.1求解麦克斯韦方程组的时间域有限差分法第一节电磁响应的交错网格有限差分（时间域有限差分）模拟E电场强度H磁场强度D电感应强度B磁感应强度J电流密度q自由电荷=01.1求解麦克斯韦方程组的时间域有限差分法第一节电磁响501.1求解麦克斯韦方程组的时间域有限差分法第一节电磁响应的交错网格有限差分（时间域有限差分）模拟zx0二维介质1.1求解麦克斯韦方程组的时间域有限差分法第一节电磁响511.1求解麦克斯韦方程组的时间域有限差分法第一节电磁响应的交错网格有限差分（时间域有限差分）模拟微分形式积分形式1.1求解麦克斯韦方程组的时间域有限差分法第一节电磁响521.1求解麦克斯韦方程组的时间域有限差分法第一节电磁响应的交错网格有限差分（时间域有限差分）模拟1.1求解麦克斯韦方程组的时间域有限差分法第一节电磁响531.1求解麦克斯韦方程组的时间域有限差分法第一节电磁响应的交错网格有限差分（时间域有限差分）模拟1.1求解麦克斯韦方程组的时间域有限差分法第一节电磁响541.1求解麦克斯韦方程组的时间域有限差分法第一节电磁响应的交错网格有限差分（时间域有限差分）模拟1.1求解麦克斯韦方程组的时间域有限差分法第一节电磁响551.1求解麦克斯韦方程组的时间域有限差分法第一节电磁响应的交错网格有限差分（时间域有限差分）模拟1.1求解麦克斯韦方程组的时间域有限差分法第一节电磁响561.2完全匹配层(PerfectlyMatchedLayers)吸收边界第一节电磁响应的交错网格有限差分（时间域有限差分）模拟1.2完全匹配层(PerfectlyMatchedLa571.2完全匹配层(PerfectlyMatchedLayers)吸收边界第一节电磁响应的交错网格有限差分（时间域有限差分）模拟1.2完全匹配层(PerfectlyMatchedLa581.2完全匹配层(PerfectlyMatchedLayers)吸收边界第一节电磁响应的交错网格有限差分（时间域有限差分）模拟1.2完全匹配层(PerfectlyMatchedLa591.2完全匹配层(PerfectlyMatchedLayers)吸收边界第一节电磁响应的交错网格有限差分（时间域有限差分）模拟1.2完全匹配层(PerfectlyMatchedLa601.2完全匹配层(PerfectlyMatchedLayers)吸收边界第一节电磁响应的交错网格有限差分（时间域有限差分）模拟1.2完全匹配层(PerfectlyMatchedLa611.2完全匹配层(PerfectlyMatchedLayers)吸收边界第一节电磁响应的交错网格有限差分（时间域有限差分）模拟1.2完全匹配层(PerfectlyMatchedLa621.2完全匹配层(PerfectlyMatchedLayers)吸收边界第一节电磁响应的交错网格有限差分（时间域有限差分）模拟L=10L=2边界反射边界反射波场的等时间剖面（snapshot）1.2完全匹配层(PerfectlyMatchedLa63第二节大地电磁场有限元模拟第二节大地电磁场有限元模拟642.1边值问题

第二节大地电磁场有限元模拟

2.1边值问题第二节大地电磁场有限元模拟652.1边值问题

第二节大地电磁场有限元模拟

2.1边值问题第二节大地电磁场有限元模拟662.1边值问题

第二节大地电磁场有限元模拟

2.1边值问题第二节大地电磁场有限元模拟672.1边值问题

第二节大地电磁场有限元模拟

zxy2.1边值问题第二节大地电磁场有限元模拟zxy682.1边值问题

第二节大地电磁场有限元模拟

zxy2.1边值问题第二节大地电磁场有限元模拟zxy692.1边值问题

第二节大地电磁场有限元模拟

zxy2.1边值问题第二节大地电磁场有限元模拟zxy702.1边值问题

第二节大地电磁场有限元模拟

zxy2.1边值问题第二节大地电磁场有限元模拟zxy712.1边值问题

第二节大地电磁场有限元模拟

2.1边值问题第二节大地电磁场有限元模拟722.1边值问题

第二节大地电磁场有限元模拟

zHzxy2.1边值问题第二节大地电磁场有限元模拟zHzxy732.1边值问题

第二节大地电磁场有限元模拟

2.1边值问题第二节大地电磁场有限元模拟742.2虚功原理第二节大地电磁场有限元模拟2.2虚功原理第二节大地电磁场有限元模拟752.2虚功原理第二节大地电磁场有限元模拟外法线方向相反2.2虚功原理第二节大地电磁场有限元模拟外法线方向762.2虚功原理第二节大地电磁场有限元模拟2.2虚功原理第二节大地电磁场有限元模拟772.2虚功原理第二节大地电磁场有限元模拟2.2虚功原理第二节大地电磁场有限元模拟782.3变分问题第二节大地电磁场有限元模拟

求泛函的变分就是先求泛函对自变量的导数，然后再乘以自变量的变分。2.3变分问题第二节大地电磁场有限元模拟求泛函的变分792.4位能原理第二节大地电磁场有限元模拟2.4位能原理第二节大地电磁场有限元模拟802.4位能原理第二节大地电磁场有限元模拟2.4位能原理第二节大地电磁场有限元模拟812.4位能原理第二节大地电磁场有限元模拟2.4位能原理第二节大地电磁场有限元模拟822.5变分问题第二节大地电磁场有限元模拟

2.5变分问题第二节大地电磁场有限元模拟832.5变分问题第二节大地电磁场有限元模拟

2.5变分问题第二节大地电磁场有限元模拟842.5变分问题第二节