三维地电磁场的高精度快速计算对提高勘探电磁法的资料解释水平具有重要的理论和实际意义。多网格法是快速求解大规模科学工程计算问题最有效的方法之一。本项目首次将外推瀑布式多网格法(EXCMG)应用到地电磁场正演计算中, 构造并实现基于EXCMG的三维地电磁场快速、高精度计算方法。采用局部加密结构化网格和分片均匀网格, 既方便对点电源或异常电位体附近进行局部加密, 又保留了有限元所固有的超收敛特性。重点研究有限元误差渐近展开及高精度外推公式, 提出基于局部加密网格的EXCMG算法。以此为基础, 研究并行EXCMG算法, 利用二次场和稀疏矩阵压缩存贮等技巧, 在并行机上实现上亿自由度的三维地电磁场的快速、高精度数值模拟。通过大量典型模型的计算与分析, 测试并改进算法,为后续三维电磁场的反演研究奠定基础。本项目的预期成果有望在计算地球物理领域得到广泛的应用,具有重要的理论意义和工程实用价值。
英文主题词Extrapolation;Numerical simulation;Cascadic multigrid;Geoelectromagnetic Field;Parallel computing