| 空间波数混合域三维各向异性强磁性介质磁场数值模拟 |
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| 引用本文： | 戴世坤,张莹,凌嘉宣,陈轻蕊,贾金荣,冉应强.空间波数混合域三维各向异性强磁性介质磁场数值模拟[J].地球物理学报,2023(2):825-840. |
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| 作者姓名： | 戴世坤 张莹 凌嘉宣 陈轻蕊 贾金荣 冉应强 |
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| 作者单位： | 1. 中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室;2. 中南大学地球科学与信息物理学院 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目(41574127)； |
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| 摘 要： | 各向异性普遍存在于强磁性体矿物中，为研究各向异性强磁性体磁场响应特征，本文提出一种空间波数混合域三维各向异性磁场数值模拟方法.该方法首先将各向异性强磁性体磁位满足的三维偏微分方程进行水平方向二维傅里叶变换，将其降为不同波数之间相互独立的一维常微分方程；然后加载准确的上下边界条件，采用二次插值有限单元法计算一维常微分方程，得到五对角方程，采用追赶法进行高效求解；最后采用迭代法求解场分量，引入紧算子保证迭代稳定收敛；综合傅里叶变换的高效性、一维方程求解的快速性和迭代算法的稳定性，实现各向异性强磁性体磁场的三维高效、高精度数值模拟.设计各向异性椭球模型验证算法的正确性，并分析紧算子对不同各向异性磁化率模型的迭代收敛性；与COMSOL Multiphysics软件对比计算效率，表明相同节点下本文算法效率优于常规三维有限元方法，且计算节点总数越多优势越明显.重点研究各向异性参数改变对VTI、HTI、TTI强磁介质异常场响应的影响.最后采用某磁铁矿DEM高程数据模拟起伏地形对各向异性强磁性体磁异常场幅值和形态的影响，体现出本文算法对各向异性强磁性体大规模复杂地形的适应性.
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| 关 键 词： | 强磁化率 磁化率各向异性 空间波数混合域 紧算子 起伏地形 |
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