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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,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,2,1.1,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,=0,1.1 求解麦克斯韦方程组的时间域有限差分法 第一节 电磁响,3,1.1,求解麦克斯韦方程组的时间域有限差分法,第一节 电磁响应的交错网格有限差分（时间域有限差分）模拟,z,x,0,二维介质,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,4,1.1,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,5,1.1,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,6,1.1,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,7,1.1,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,8,1.1,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,9,1.2,完全匹配层,(,Perfectly Matched Layers,),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(Perfectly Matched La,10,1.2,完全匹配层,(,Perfectly Matched Layers,),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(Perfectly Matched La,11,1.2,完全匹配层,(,Perfectly Matched Layers,),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(Perfectly Matched La,12,1.2,完全匹配层,(,Perfectly Matched Layers,),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(Perfectly Matched La,13,1.2,完全匹配层,(,Perfectly Matched Layers,),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(Perfectly Matched La,14,1.2,完全匹配层,(,Perfectly Matched Layers,),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(Perfectly Matched La,15,1.2,完全匹配层,(,Perfectly Matched Layers,),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,=10,L,=2,边界反射,边界反射,波场的等时间剖面（,snap shot,）,1.2 完全匹配层(Perfectly Matched La,16,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,17,2.1,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,18,2.1,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,19,2.1,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,20,2.1,边值问题,第二节 大地电磁场有限元模拟,z,x,y,2.1 边值问题 第二节 大地电磁场有限元模拟 zxy,21,2.1,边值问题,第二节 大地电磁场有限元模拟,z,x,y,2.1 边值问题 第二节 大地电磁场有限元模拟 zxy,22,2.1,边值问题,第二节 大地电磁场有限元模拟,z,x,y,2.1 边值问题 第二节 大地电磁场有限元模拟 zxy,23,2.1,边值问题,第二节 大地电磁场有限元模拟,z,x,y,2.1 边值问题 第二节 大地电磁场有限元模拟 zxy,24,2.1,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,25,2.1,边值问题,第二节 大地电磁场有限元模拟,z,H,z,x,y,2.1 边值问题 第二节 大地电磁场有限元模拟 zHzxy,26,2.1,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,27,2.2,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,28,2.2,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,29,2.2,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,30,2.2,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,31,2.3,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,32,2.4,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,33,2.4,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,34,2.4,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,35,2.5,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,36,2.5,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,37,2.5,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,38,2.5,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,39,2.5,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,40,2.5,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,41,2.6,有限元法,第二节 大地电磁场有限元模拟,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,2.6 有限元法第二节 大地电磁场有限元模拟 123456,42,2.6,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,43,2.6,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,44,2.6,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,45,2.6,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,1,2,3,4,通常的有限元法未知函数值取在节点上,1,2,3,4,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,。,x,y,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,
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