地球物理学报
地毬物理學報
지구물이학보
2014年
2期
595-606
,共12页
混合吸收边界条件%Higdon单程波方程%完全匹配层%数值模拟%一阶弹性波速度-应力方程
混閤吸收邊界條件%Higdon單程波方程%完全匹配層%數值模擬%一階彈性波速度-應力方程
혼합흡수변계조건%Higdon단정파방정%완전필배층%수치모의%일계탄성파속도-응력방정
Hybrid absorbing boundary condition%Higdon one way wave equations%Perfectly matched layer%Numerical modeling%First-order velocity-stress equations
Liu和Sen(2010和2012)在地震波场数值模拟中提出一种混合吸收边界条件.该方法具有计算量小、容易实现及吸收效果好等优点.但现有的混合吸收边界条件是针对二阶位移-应力方程设计的,存在稳定性问题.本文首先推导了两种速度-应力单程波方程:二阶Higdon单程波方程和一阶Higdon单程波方程.进而提出基于一阶弹性波方程的混合吸收边界条件方法.在内部区域和边界之间引入一个过渡区域,通过单程波与双程波方程平滑过渡来消除人工边界反射.为了改善混合吸收边界条件的吸收效果和稳定性,我们采用了能同时吸收纵、横波反射的一阶单程波方程和与变量位置有关的加权系数.为了验证混合吸收边界条件的有效性,将其与常规分裂完全匹配层(PML)方法进行了比较.数值模拟结果表明,与PML边界条件相比,混合吸收边界条件在耗用更小计算时间和存储量的前提下,可以获得更好的吸收效果.另外,本文提出的两种混合吸收边界条件中,混合一阶Higdon吸收边界条件具有更好的稳定性.
Liu和Sen(2010和2012)在地震波場數值模擬中提齣一種混閤吸收邊界條件.該方法具有計算量小、容易實現及吸收效果好等優點.但現有的混閤吸收邊界條件是針對二階位移-應力方程設計的,存在穩定性問題.本文首先推導瞭兩種速度-應力單程波方程:二階Higdon單程波方程和一階Higdon單程波方程.進而提齣基于一階彈性波方程的混閤吸收邊界條件方法.在內部區域和邊界之間引入一箇過渡區域,通過單程波與雙程波方程平滑過渡來消除人工邊界反射.為瞭改善混閤吸收邊界條件的吸收效果和穩定性,我們採用瞭能同時吸收縱、橫波反射的一階單程波方程和與變量位置有關的加權繫數.為瞭驗證混閤吸收邊界條件的有效性,將其與常規分裂完全匹配層(PML)方法進行瞭比較.數值模擬結果錶明,與PML邊界條件相比,混閤吸收邊界條件在耗用更小計算時間和存儲量的前提下,可以穫得更好的吸收效果.另外,本文提齣的兩種混閤吸收邊界條件中,混閤一階Higdon吸收邊界條件具有更好的穩定性.
Liu화Sen(2010화2012)재지진파장수치모의중제출일충혼합흡수변계조건.해방법구유계산량소、용역실현급흡수효과호등우점.단현유적혼합흡수변계조건시침대이계위이-응력방정설계적,존재은정성문제.본문수선추도료량충속도-응력단정파방정:이계Higdon단정파방정화일계Higdon단정파방정.진이제출기우일계탄성파방정적혼합흡수변계조건방법.재내부구역화변계지간인입일개과도구역,통과단정파여쌍정파방정평활과도래소제인공변계반사.위료개선혼합흡수변계조건적흡수효과화은정성,아문채용료능동시흡수종、횡파반사적일계단정파방정화여변량위치유관적가권계수.위료험증혼합흡수변계조건적유효성,장기여상규분렬완전필배층(PML)방법진행료비교.수치모의결과표명,여PML변계조건상비,혼합흡수변계조건재모용경소계산시간화존저량적전제하,가이획득경호적흡수효과.령외,본문제출적량충혼합흡수변계조건중,혼합일계Higdon흡수변계조건구유경호적은정성.
