中文摘要：

地幔和行星内部对流的数值模拟是国际地球动力学研究的一个重要前缘，我国虽然在基于解析方法的地幔对流研究方向上作了工作，但在大规模数值模拟方面一直缺乏深入的工作。近年来我国在硬件技术方面得到了迅速的发展，我们在大规模并行有限单元法数值计算中也成功解决了千万自由度的大规模问题。本研究项目将利用大规模或超大规模数值模拟手段，在总结目前最新的观测资料和研究成果的基础上，对全球地幔对流模型进行综合模拟分析，进行三维球壳Lava Lamp对流数值模拟，重点解决问题包括三维球壳中该模型是否能存在，在亏损和未亏损的地幔密度、粘滞性、热膨胀系数等参数对比满足什么条件下才能存在，以及如果该模型存在，宜采用何种地震学方法观测。本研究提供的地幔对流并行有限元程序也可以作为中国科学院研究生院、北京大学计算地球动力学重点实验室的共享软件为我国固体地球研究者提供工作平台。

结论摘要：

地幔和行星内部对流的数值模拟是国际地球动力学研究的一个重要前缘，我国虽然在基于解析方法的地幔对流研究方向上作了工作，但在大规模数值模拟方面一直缺乏深入的工作。近年来我国在硬件技术方面得到了迅速的发展，我们在大规模并行有限单元法数值计算中也成功解决了千万自由度的大规模问题。本研究项目将利用大规模或超大规模数值模拟手段，在总结目前最新的观测资料和研究成果的基础上，对全球地幔对流模型进行综合模拟分析，进行三维球壳Lava Lamp对流数值模拟，重点解决问题包括三维球壳中该模型是否能存在，在亏损和未亏损的地幔密度、粘滞性、热膨胀系数等参数对比满足什么条件下才能存在，以及如果该模型存在，宜采用何种地震学方法观测。本研究提供的地幔对流并行有限元程序也可以作为中国科学院研究生院、北京大学计算地球动力学重点实验室的共享软件为我国固体地球研究者提供工作平台。