Maxwell方程数值解的多重网格方法与自适应方法

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地质雷达是近些年发展起来的一种高分辨率矿井物探方法,同其他井下探测手段相比,它具有非破坏性,分辨率高及施工方便等优点,具有广阔的应用前景。从麦克斯韦方程出发建立地质雷达的数学模型,麦克斯韦方程可以转化成有限差分方程组,若在时域中对其求解就是时域有限差分方法。如果选定恰当的域点,差分方程组加上适用的边界条件可以很好的模拟表面。时域有限差分中多采用Yee差分格式,但是Yee格式是条件稳定的。  这样提出了数值求解麦克斯韦方程隐格式,来改进其稳定性。在此基础上提出了求解该问题的多重网格方法,从而克服了传统迭代方法在求解隐格式时收敛速度慢的缺陷,大大加快了迭代收敛速度,提高了求解效率。并改进多重网格方法得到自适应转换网格的方法进一步提高计算效率。数值实验结果验证了方法的精确性和可靠性。  为了降低模型误差,引入非均匀网格,并且自适应的在参数变化快的地方用较细网格,其他地方用较粗网格。这样可以得到全域细网格的计算精度和比全域细网格小的多的计算量。
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