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基于Python编程的激发极化法三维有限元数值模拟

📝 内容简介

本书基于Python实现谱激电法三维有限元正演的一站式编程，以搭建完整且高效的数值模拟流程。首先，采用Galerkin法建立稳定电流场三维边值问题的控制方程，阐明基于非结构化四面体网格的直流电阻率法三维有限元数值模拟基础理论，计算时引入Cole-Cole模型复电阻率或依据Cole-Cole表达式推导出的时变电阻率，以实现频率域或时间域激电法数值模拟。其次，在纯Python环境中，调用Gmsh构建地电模型与剖分网格，利用NumPy分析有限单元，结合SciPy存储稀疏矩阵，选用PyPardiso求解大型稀疏线性方程组，应用pandas处理计算结果，依赖matplotlib绘制成果图件，编写激发极化法三维有限元数值模拟程序并验证其准确性。其中，为提升计算效率，提出了“复-实”转换算法与半球无穷边界模型。最后，采用时域与频域激电法对若干模型进行算例分析，同时，针对目前垃圾填埋场渗漏液污染周围土壤和地下水的问题，探讨了频谱激电法在垃圾填埋场渗漏液探测中的理论应用效果。