当前,瞬变电磁不仅广泛应用在石油、金属等矿产资源勘查领域,而且还广泛应用在探测采空区、探测基岩等工程领域。相比瞬变电磁实际应用的发展速度,其处理解释的技术却相对落后,一方面是由于本身瞬变电磁的复杂性,另一方面是由于计算机硬件的落后所致。随着计算硬件的快速发展,使较准确地瞬变电磁场的正演模拟成为可能。而研究瞬变电磁正演模拟对瞬变电磁的资料处理及解释来说至关重要,正演模拟也是为进一步研究瞬变电磁方法反演打下基础。目前,瞬变电磁正演模拟的主要方法有:有限差分法,有限元法,积分方程法等。本文采用时域有限差分法,以二维情况下为例,本文介绍了Yee元胞模型[4],一步步推导出了显式的和无条件稳定的电磁场方程差分格式,讨论近似加载源的方式,讨论了地空边界以及地下边界的解决方案,给出比较合适的自适应迭代步长建议。在上述研究基础上,使用C++完成了程序的编写,图形显示主要采用python加matplotlib实现。主要的难点在于地空边界条件的处理上。首先将非均匀网格剖分的地表场值用三次样条插值插成成均匀网格,然后对其作傅里叶正变换,乘以延拓因子后做傅里叶逆变换。过程中所涉三次样条插值及快速傅里叶变换分别采用的是开源的GSL和FFTW3[32,33]。通过均匀半空间解析解与有限差分数值解对比验证了算法的正确性,并完成了电性线源层状介质模型,直立和倾斜的低阻板状体模型,双直立低阻板状体及低阻覆盖层等模型的正演模拟。同时,利用三维有限差分计算了多个模型,正演模拟的结算结果表明,时域有限差分法在TEM中的应用是一种有效地正演方法。