透射边界在求解波源问题中的应用研究

针对应用透射边界求解波源问题的过程提出了一项简单易行的具体措施,即在试算一定时间长度的基础上通过相关处理获得对应于每个边界节点的人工波速,并应用于透射边界人工波速的设置中。数值实验证明,在波源问题的求解中采用这种方法选择人工波速,可以在不增加计算失稳风险的同时,提高数值计算精度。

ABAQUS中动力问题边界条件的选取

数值模拟是研究半无限域中结构地震反应的重要手段,而边界条件的选取则直接影响到数值模拟结果的可靠性。本文应用有限元软件ABAQUS,分别采用固定边界条件、黏性边界条件和远置边界条件对简单弹性半无限介质的波源问题和散射问题进行了数值模拟分析,结果显示:使用固定边界时,波动不能穿过边界面进入半无限介质,这与波动在半无限介质中传播的规律不符。通过与远置边界对比可知:使用黏性边界条件可以很好地模拟地震波穿过人工边界向半无限介质传播的真实情况,可以得到与使用远置边界相同精度的结果。

消除多次透射公式高频振荡失稳的一种措施

多次透射公式(MTF)物理概念简单,便于在计算机上实现时空解藕的高精度波动数值模拟。然而,MTF与其它局部人工边界条件类似,存在数值模拟失稳问题,如高频振荡便是可能出现的失稳现象。本文在分析MTF高频振荡失稳机理的基础上,提出了在波动有限元数值模拟中消除MTF高频振荡失稳的一种措施,即在整个有限元数值模拟区内施加与应变速率成正比的较小粘性阻尼;同时,讨论了这一稳定措施的有效性及其对数值计算精度的影响,并通过数值试验检验了这一稳定措施的可行性。结果表明,消除高频振荡失稳的措施行之有效,且只对波动有限元数值模拟中无意义的高频分量具有抑制作用,而对有意义的较低频段内的波动有限元数值模拟精度影响较小。