耦合PML的三维大地电磁各向异性并行有限元正演方法

1.一种耦合PML的三维大地电磁各向异性并行有限元正演方法，其特征在于，所述方法包括：根据电磁场的连续性条件以及平面波在TE和TM模式下的色散关系，确定PML需要满足的无反射条件；利用有耗介质中入射场和透射场的关系确定PML满足稳定的吸收性能的参数形式；根据所述无反射条件、所述满足稳定的吸收性能的参数形式以及预先设置的特征参数空间分布确定改进后的宽频段PML参数张量；利用所述改进后的宽频段PML参数张量在预先设置的多层级并行架构下实现有限元正演，得到有限元正演结果。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据电磁场的连续性条件以及平面波在TE和TM模式下的色散关系，确定PML需要满足的无反射条件，包括：平面波的表示采用波矢量和位置矢量的形式，即 ，利用相位匹配原理和算子 替换关系表示双旋度方程，要使 和 存在不为零的解，则需要满足系数矩阵不满秩，根据系数矩阵不满秩这一条件得到TE和TM模式下的色散关系再结合电场和磁场在分界面处的切向分量的连续性条件，综合求解PML需要满足的无反射条件。 3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述求解PML需要满足的无反射条件为其中， 表示各向异性参数张量 ， 表示参数 ， 表示 、 和 方向。 4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用有耗介质中入射场和透射场的关系确定PML满足稳定的吸收性能的参数形式，包括：利用有耗介质中入射场和透射场的关系确定PML满足稳定的吸收性能的参数形式为其中， 、 、 表示PML的不同的特征参数， 为电导率， 为磁导率， 表示角频率。 5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预先设置的特征参数为：其中， 为真空中的介电常数， 是PML网格单元的厚度， 表示每个PML单元中心到模拟区域-PML分界面处的距离， 是PML的总厚度， 是常数， 、 、 分别为 、 、 的最大值， 表示磁导率。 6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预先设置的多层级并行架构包括：在计算 个频点时,在总通信域内，使用 个节点和 个进程，将总通信域依据频点数量划分为 个子通信域，每个子通信域包含 个待计算的频点，每个频点分配 个进程，在计算每个频点时，多个进程同时运行加速矩阵组装、右端项构建、矩阵求解过程；矩阵分布式存储在负责计算该频点的不同节点上，在矩阵组装和右端项构建部分采用petsc分布式工具包进行分布式处理，在矩阵求解部分使用superlu-dist求解器结合petsc进行分布式并行求解。