基于OpenMP大地電磁二維有限元正演模擬.pdf

1、大地電磁測(cè)深（MT）是通過(guò)采用天然交變電磁場(chǎng)來(lái)分析研究地質(zhì)體的電性差異，主要用于地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)、地殼深部探測(cè)等方面的一種頻率域電磁勘探方法。隨著大地電磁技術(shù)的不斷發(fā)展，二維、三維正反演技術(shù)的不斷更新，對(duì)大地電磁計(jì)算精度與效率的要求也不斷提高。目前，已經(jīng)有許多研究在有限元的差值函數(shù)以及解線(xiàn)性方程組的精度上做了改進(jìn)，而有限元研究區(qū)域剖分的差異還存在誤差影響，同時(shí)還存在著在大地電磁正演中求解大型稀疏矩陣線(xiàn)性方程組計(jì)算效率的問(wèn)題，不僅會(huì)增加正演的

2、計(jì)算時(shí)間，而且同時(shí)降低了反演的速度，所以并行技術(shù)的使用可以加快正反演的計(jì)算速度，提高其運(yùn)算效率。
　　本文首先全面概括了大地電磁數(shù)值模擬和OpenMP并行計(jì)算的國(guó)內(nèi)外研究歷史以及現(xiàn)狀，在大地電磁正演中，針對(duì)大地電磁正演采用有限單元法進(jìn)行數(shù)值模擬，本文主要以二維模型為例，首先以頻率域的麥克斯韋方程組為基礎(chǔ)，詳細(xì)推導(dǎo)二維MT正演模擬過(guò)程中的邊值問(wèn)題和變分問(wèn)題所滿(mǎn)足的微分方程，對(duì)研究區(qū)域采用矩形剖分，雙線(xiàn)性插值的插值方法，然后采用變帶寬

3、存儲(chǔ)大型稀疏矩陣并解決線(xiàn)性方程組的求解問(wèn)題，同時(shí)在求解過(guò)程中定義TE和TM兩種模式，依據(jù)不同的模式分別編寫(xiě)計(jì)算視電阻率的實(shí)用正演程序。
　　在此基礎(chǔ)上，首先研究并行計(jì)算的理論與并行方式，從OpenMP并行計(jì)算的原理出發(fā)，實(shí)現(xiàn)二維大地電磁任意頻點(diǎn)數(shù)的有限元正演模擬及OpenMP并行計(jì)算。對(duì)于不同頻點(diǎn)之間并行策略的完全對(duì)等性，進(jìn)行多線(xiàn)程并行化。通過(guò)對(duì)模型的分析，驗(yàn)證并行計(jì)算技術(shù)的正確性，更好地加快運(yùn)算效率。
　　通過(guò)設(shè)計(jì)一維均勻