一阶弹性波方程数值模拟中的混合吸收边界条件

作     者：任志明 刘洋 REN Zhi-Ming;LIU Yang

作者机构：中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)CNPC物探重点实验室北京102249 

基　　金：国家"863"计划项目(2013AA064201)资助 

出 版 物：《地球物理学报》 (Chinese Journal of Geophysics)

年 卷 期：2014年第57卷第2期

页      码：595-606页

摘      要：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.

主 题 词：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 

学科分类：081801[081801] 081802[081802] 0709[理学-地质学] 0819[工学-海洋工程类] 0707[理学-海洋科学类] 08[工学] 0708[理学-地球物理学类] 0818[工学-交通运输类] 0825[工学-环境科学与工程类] 0704[理学-天文学类] 

核心收录：

D　O　I：10.6038/cjg20140223

馆 藏 号：203119658...