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Borehole-GPR numerical simulation of full wave field based on convolutional perfect matched layer boundary 被引量:7
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作者 朱自强 彭凌星 +1 位作者 鲁光银 密士文 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2013年第3期764-769,共6页
The absorbing boundary is the key in numerical simulation of borehole radar.Perfect match layer(PML) was chosen as the absorbing boundary in numerical simulation of GPR.But CPML(convolutional perfect match layer) appr... The absorbing boundary is the key in numerical simulation of borehole radar.Perfect match layer(PML) was chosen as the absorbing boundary in numerical simulation of GPR.But CPML(convolutional perfect match layer) approach that we have chosen has the advantage of being media independent.Beginning with the Maxwell equations in a two-dimensional structure,numerical formulas of finite-difference time-domain(FDTD) method with CPML boundary condition for transverse electric(TE) or transverse magnetic(TM) wave are presented in details.Also,there are three models for borehole-GPR simulation.By analyzing the simulation results,the features of targets in GPR are obtained,which can provide a better interpretation of real radar data.The results show that CPML is well suited for the simulation of borehole-GPR. 展开更多
关键词 卷积完全匹配层 数值模拟 吸收边界 钻孔雷达 时域有限差分法 完美匹配层 波场 基础
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Non-Split PML Boundary Condition for Finite Element Time-Domain Modeling of Ground Penetrating Radar 被引量:1
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作者 Zhi Zhang Honghua Wang +2 位作者 Minling Wang Xi Guo Guihong Guo 《Journal of Applied Mathematics and Physics》 2019年第5期1077-1096,共20页
As a highly efficient absorbing boundary condition, Perfectly Matched Layer (PML) has been widely used in Finite Difference Time Domain (FDTD) simulation of Ground Penetrating Radar (GPR) based on the first order elec... As a highly efficient absorbing boundary condition, Perfectly Matched Layer (PML) has been widely used in Finite Difference Time Domain (FDTD) simulation of Ground Penetrating Radar (GPR) based on the first order electromagnetic wave equation. However, the PML boundary condition is difficult to apply in GPR Finite Element Time Domain (FETD) simulation based on the second order electromagnetic wave equation. This paper developed a non-split perfectly matched layer (NPML) boundary condition for GPR FETD simulation based on the second order electromagnetic wave equation. Taking two-dimensional TM wave equation as an example, the second order frequency domain equation of GPR was derived according to the definition of complex extending coordinate transformation. Then it transformed into time domain by means of auxiliary differential equation method, and its FETD equation is derived based on Galerkin method. On this basis, a GPR FETD forward program based on NPML boundary condition is developed. The merits of NPML boundary condition are certified by compared with wave field snapshots, signal and reflection errors of homogeneous medium model with split and non-split PML boundary conditions. The comparison demonstrated that the NPML algorithm can reduce memory occupation and improve calculation efficiency. Furthermore, numerical simulation of a complex model verifies the good absorption effects of the NPML boundary condition in complex structures. 展开更多
关键词 Non-Split perfectly matched layer (NPML) Ground PENETRATING Radar (GPR) Second Order wave equation finite Element time domain (FETD)
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基于ADI-FDTD法的探地雷达正演数值模拟及验证
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作者 曾良生 迟耀丹 +1 位作者 周庆才 衣淼 《吉林建筑大学学报》 CAS 2024年第1期48-55,共8页
探地雷达(GPR)是一种应用前景广泛、用于探测和定位地下物体的浅层地球物理方法。通过开展探地雷达正演模拟研究,可以获得复杂地下结构的探地雷达图像回波特征。时域有限差分(FDTD)法受到稳定性和收敛性条件的限制,导致效率和精度低。... 探地雷达(GPR)是一种应用前景广泛、用于探测和定位地下物体的浅层地球物理方法。通过开展探地雷达正演模拟研究,可以获得复杂地下结构的探地雷达图像回波特征。时域有限差分(FDTD)法受到稳定性和收敛性条件的限制,导致效率和精度低。交替方向隐式-时域有限差分(ADI-FDTD)法克服FDTD法的稳定性限制,可以选择更大的时间步长来提高计算效率。从原理出发,对ADI-FDTD法进行公式推导,在基于ADI-FDTD法的基础上进行卷积完全匹配层(CPML)的结合。通过进行ADI-FDTD法的时间稳定性仿真和不同材质、不同填充介质的双管,沙槽正演模拟实验,结果表明,ADI-FDTD法可以保证时间无条件稳定性,相同情况下可采用更大的时间步长进行正演模拟,提高正演效率。对不同管线、不同材质情况下的正演剖面曲线特征进行解译分析,最后与沙槽实测进行对比,证明得到的探测解译结果与实际状况达到较好的吻合。 展开更多
关键词 探地雷达(GPR) 正演模拟 无条件稳定 卷积完全匹配层(CPML) 交替方向隐式-时域有限差分(ADI-FDTD)法
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波动方程FDTD算法的PML吸收边界条件的实现与验证 被引量:14
4
作者 孔繁敏 李康 +1 位作者 刘新 郭毅峰 《微波学报》 CSCD 北大核心 2004年第1期1-5,共5页
实现了波动方程FDTD算法的PML吸收边界条件 (WE PML) ,并进行了数值验证。从结果可以看出 ,WE PML的性能与Berenger PML非常接近 ,优于Mur二阶近似吸收边界条件。同时 ,对PML媒质参数进行了优化 ,结果表明 :WE PML的性能主要是由PML的... 实现了波动方程FDTD算法的PML吸收边界条件 (WE PML) ,并进行了数值验证。从结果可以看出 ,WE PML的性能与Berenger PML非常接近 ,优于Mur二阶近似吸收边界条件。同时 ,对PML媒质参数进行了优化 ,结果表明 :WE PML的性能主要是由PML的层数、垂直入射时的理论反射系数决定的 ,WE 展开更多
关键词 波动方程 FDTD PML 吸收边界条件 理想匹配层 时域有限差分法 电磁场
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探地雷达FDTD数值模拟中不分裂卷积完全匹配层对倏逝波的吸收效果研究 被引量:16
5
作者 冯德山 杨良勇 王珣 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期4733-4746,共14页
介绍了CPML边界条件的原理,推导了CPML的GPR正演FDTD差分公式,对比分析了Berenger PML、UPML、CPML三种PML对倏逝波的吸收性能.开展了PML边界中关键参数κ和α的选取实验,确定了参数的取值范围与选取原则.然后,以二维TM波为例,研究了倏... 介绍了CPML边界条件的原理,推导了CPML的GPR正演FDTD差分公式,对比分析了Berenger PML、UPML、CPML三种PML对倏逝波的吸收性能.开展了PML边界中关键参数κ和α的选取实验,确定了参数的取值范围与选取原则.然后,以二维TM波为例,研究了倏逝波产生的机理,分析了决定逝波性吸收性能的影响因素.均匀介质的波场快照、检测点的反射误差及全局反射误差对比,说明了3种边界条件对传输波都具有较好的吸收能力,而对低频倏逝波的吸收表现迥异,其中CPML因为引入了参数α,对倏逝波的吸收效果最佳,但离散化造成的全域误差也最大.最后,应用加载UPML和CPML边界条件的FDTD程序,开展了GPR二维剖面法、宽角法矩状地电模型及三维复杂模型的正演,展示了倏逝波反射对雷达正演剖面及波场快照的影响.进一步对比了UPML与CPML对倏逝波的吸收表现优劣,结果显示,CPML可有效减少边界反射误差,并能取得满意的精度,综合考虑对倏逝波的吸收、全域误差、编程难易程度等因素,在GPR正演中推荐使用CPML. 展开更多
关键词 探地雷达 不分裂卷积完全匹配层 单轴各向异性完全匹配层 倏逝波 时域有限差分法
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标量地震波频率-空间域有限差分法数值模拟 被引量:17
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作者 任浩然 王华忠 龚婷 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期20-26,共7页
讨论了频率-空间域优化有限差分算子地震波场模拟方法。推导了频率-空间域双程波高阶有限差分算子,计算了9点有限差分系数;提出了一种节省内存的存储策略,对稀疏矩阵和稀疏矩阵LU分解后的矩阵采用了节省内存的存储策略,使内存空间的需... 讨论了频率-空间域优化有限差分算子地震波场模拟方法。推导了频率-空间域双程波高阶有限差分算子,计算了9点有限差分系数;提出了一种节省内存的存储策略,对稀疏矩阵和稀疏矩阵LU分解后的矩阵采用了节省内存的存储策略,使内存空间的需求量大幅度降低,可以利用本方法进行具有生产规模的地震波正演模拟;推导了依赖于频率的最佳匹配层吸收边界条件,获得了很好的吸收效果。洼陷模型和Marmousi模型数值模拟试验表明,方法可行且有效,在节约计算机资源的同时,计算精度也能得到保证。 展开更多
关键词 频率-空间域 有限差分法 标量波方程 最佳匹配层吸收边界条件 地震波正演模拟
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弹性波时域仿真的两个问题 被引量:3
7
作者 郑宏兴 黄文武 +2 位作者 谢洪波 郁道银 陈晓东 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期338-342,共5页
为了解决医学超声探测的动态计算机仿真问题,将计算电磁学的时域有限差分(FDTD)方法应用于弹性机械波的模拟.建立了模拟弹性波时的有限差分模型,给出了弹性媒质运动学方程的FDTD离散形式,提出了复杂媒质边界的处理方法,用完全匹配层吸... 为了解决医学超声探测的动态计算机仿真问题,将计算电磁学的时域有限差分(FDTD)方法应用于弹性机械波的模拟.建立了模拟弹性波时的有限差分模型,给出了弹性媒质运动学方程的FDTD离散形式,提出了复杂媒质边界的处理方法,用完全匹配层吸收边界截断计算区域.数值实验验证了上述模型和计算方法的有效性. 展开更多
关键词 弹性波 超声探测技术 计算机 电磁学 时域有限差分法 完全匹配层 医学
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基于PML边界条件的二阶电磁波动方程GPR时域有限元模拟 被引量:9
8
作者 王洪华 吕玉增 +2 位作者 王敏玲 龚俊波 张智 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1929-1941,共13页
完全匹配层(PML)作为一种稳定高效的吸收边界条件,广泛应用于基于一阶电磁波动方程的探地雷达(GPR)数值模拟中.为解决基于二阶电磁波动方程的GPR数值模拟的吸收边界问题,本文借鉴二阶弹性波动方程的PML边界条件构建思想,提出了一种适合... 完全匹配层(PML)作为一种稳定高效的吸收边界条件,广泛应用于基于一阶电磁波动方程的探地雷达(GPR)数值模拟中.为解决基于二阶电磁波动方程的GPR数值模拟的吸收边界问题,本文借鉴二阶弹性波动方程的PML边界条件构建思想,提出了一种适合二阶电磁波动方程GPR时域有限元模拟的PML边界条件.从二阶电磁波动方程出发,基于复拉伸坐标变换,推导了PML算法的频域表达式;通过合理构造辅助微分方程,得到了PML算法的时域表达式,并以变分形式(弱形式)加载到GPR时域有限元方程中,实现了PML边界条件在二阶电磁波动方程GPR时域有限元模拟中的应用.在此基础上,对比了无边界条件、Sarma边界条件和PML边界条件下均匀模型的波场快照、单道波形、时域反射误差和能量衰减曲线,结果表明:PML边界条件的吸收效果要远优于Sarma边界条件,具有近似零反射系数.一个复杂介质模型的正演模拟验证了PML边界条件在非均匀地电结构中电磁波传播模拟的良好吸收效果. 展开更多
关键词 完全匹配层 二阶电磁波动方程 探地雷达 时域有限元
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时域有限差分法在超声波声场特性分析中的应用 被引量:15
9
作者 周正干 魏东 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期9-13,21,共6页
超声波无损检测结果与超声波换能器的声场特性密切相关,运用数值方法可以有效地进行超声波声场特性分析。介绍时域有限差分法(Finite difference time domain method,FDTD),分析二维流体运动方程并建立相关有限差分模型,使时域宽带超声... 超声波无损检测结果与超声波换能器的声场特性密切相关,运用数值方法可以有效地进行超声波声场特性分析。介绍时域有限差分法(Finite difference time domain method,FDTD),分析二维流体运动方程并建立相关有限差分模型,使时域宽带超声波信号的分析更易于实现;应用完全匹配层(Perfect matched layer,PML)方法对FDTD计算的边界进行吸收处理,取得了理想的边界吸收效果;通过数值计算和仿真,研究超声波声场传播特性及圆盘声源声场分布特性,与相关文献的对比表明该算法有效可行;对脉冲波信号激励的聚焦超声波换能器分别进行有限差分法数值仿真和实际测量试验,声束轴向切面的声场分布试验结果表明两者的分布特性有很好的一致性。研究结果为超声波声场特性分析提供一种新方法。 展开更多
关键词 时域有限差分法 超声波声场 完全匹配层
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电力设备局部放电特高频电磁波数值计算技术研究 被引量:5
10
作者 邵先军 何文林 +2 位作者 刘石 杨勇 张冠军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期24-31,105,共9页
利用时域有限差分法(FDTD),采用单轴介质完全匹配层(UPML)作为理想的吸收边界条件,比较了UPML与完全匹配层(PML)边界条件的电磁波吸收效果,推导了相应数值离散方法和迭代过程。以气体绝缘全封闭组合电器(GIS)局部放电为例,基于M语言,建... 利用时域有限差分法(FDTD),采用单轴介质完全匹配层(UPML)作为理想的吸收边界条件,比较了UPML与完全匹配层(PML)边界条件的电磁波吸收效果,推导了相应数值离散方法和迭代过程。以气体绝缘全封闭组合电器(GIS)局部放电为例,基于M语言,建立了特高频电磁波仿真模型及编制了数值计算模型,探讨了数值稳定性条件和数值色散,对比研究了硬源和软源激励以及UPML和PML边界条件下的电磁波仿真差异,并仿真计算了GIS内部和泄露电磁波的传播特性及波导模式特性。计算结果表明:UPML边界条件对于电磁波的吸收效果好于PML;金属和非金属缺陷产生的局部放电电磁波可分别用硬源和软源脉冲电流激励来模拟,硬源下电磁波峰峰值为软源下的5倍;GIS内部最大电场强度方向为垂直于GIS的行波方向,而泄露电磁波最大电场方向则平行于其行波方向,两者频谱与GIS波导模式基本吻合,两者差异主要是因盆式绝缘子与金属螺栓所形成的缝隙天线的自有频响特性所造成的。 展开更多
关键词 局部放电 特高频 电磁波数值计算 时域有限差分法 单轴介质完全匹配层
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多散热器交扰问题的时域分析 被引量:1
11
作者 严冬 孙力 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第7期119-124,共6页
采用非分裂完全匹配层时域有限差分法(Perfectly Matched Layer Finite-Difference Time-Domain,PML-FDTD)分析同一印制线路板上多个散热器之间的耦合交扰问题。针对不同间距和不同齿槽方向的散热器进行时域分析。仿真结果表明,散热器... 采用非分裂完全匹配层时域有限差分法(Perfectly Matched Layer Finite-Difference Time-Domain,PML-FDTD)分析同一印制线路板上多个散热器之间的耦合交扰问题。针对不同间距和不同齿槽方向的散热器进行时域分析。仿真结果表明,散热器之间的交扰与其之间的距离成反比。在低频段齿槽方向对散热器的影响较小,对临近散热器骚扰主要归结为PCB板传播的表面波。然而在高频段,散热器齿槽方向对交扰的影响明显,空间的辐射成为对临近散热器骚扰的主要途径。为此在电气产品电磁兼容设计中,应尽可能的增加散热器之间的距离,同时避免多个散热器最大增益方向在同一平面上。 展开更多
关键词 时域有限差分法 完全匹配层 散热器 全波分析
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核电脉冲对人体作用的仿真讨论
12
作者 齐红星 陈树德 +1 位作者 林凡 乔登江 《微波学报》 CSCD 北大核心 2003年第4期73-78,共6页
用色散介质时域有限差分 ((FD) 2 TD)法 ,结合卷积完全匹配层 (CPML)吸收边界条件 ,计算了核电脉冲(NEMP)对人体的作用。讨论了色散在宽频带脉冲对人体作用中的影响。在计算结果的基础上 。
关键词 核电脉冲 色散介质时域有限差分 卷积完全匹配层 比吸收能量 色散 人体作用
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完全匹配层吸收边界条件在弹性波波场分离数值模拟中的应用 被引量:6
13
作者 陈可洋 《石油工业计算机应用》 2010年第1期10-12,共3页
吸收边界条件是用有限区域问题代替求解无限区域问题来研究地震波传播规律的一种有效手段。为此,本文将完全匹配层吸收边界条件应用于求解等效的弹性波动方程以精确地实现波场分离数值模拟,推导了相应的统一格式的高阶交错网格有限差分... 吸收边界条件是用有限区域问题代替求解无限区域问题来研究地震波传播规律的一种有效手段。为此,本文将完全匹配层吸收边界条件应用于求解等效的弹性波动方程以精确地实现波场分离数值模拟,推导了相应的统一格式的高阶交错网格有限差分计算格式,并对均匀各向同性介质模型和复杂模型进行数值试验,比较本文方法与非分离弹性波数值模拟方法在相同吸收厚度情况下的边界吸收能力,数值计算结果表明,本文方法和分离方法均取得了较理想的边界吸收效果,同时也成功合成了混合多分量波场和完全分离的纯纵横波波场,从而可以用来研究弹性波场的传播规律。 展开更多
关键词 高阶交错网格有限差分法 波场分离 等价弹性波动方程 完全匹配层吸收边界条件
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超声波时域仿真的局部共形技术
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作者 刘颖 郑宏兴 +2 位作者 黄文武 马兴兵 成丹 《天津工程师范学院学报》 2008年第1期6-11,共6页
采用时域有限差分(FDTD)方法模拟声波的传播,以解决超声探测的动态计算机仿真问题。建立了声波模拟的速度-压力交错网格有限差分模型,给出了声波支配方程的FDTD离散形式及非均匀流体媒质内部边界的处理方法,并详细讨论了完全匹配层吸收... 采用时域有限差分(FDTD)方法模拟声波的传播,以解决超声探测的动态计算机仿真问题。建立了声波模拟的速度-压力交错网格有限差分模型,给出了声波支配方程的FDTD离散形式及非均匀流体媒质内部边界的处理方法,并详细讨论了完全匹配层吸收边界及其有限差分算法的实现。数值实验验证了上述计算方法的有效性。 展开更多
关键词 声波 时域有限差分方法 完全匹配层 吸收边界条件
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基于FDTD的孔缝金属箱屏蔽效能分析 被引量:4
15
作者 张绍雄 许志红 钱祖平 《解放军理工大学学报(自然科学版)》 EI 2007年第4期324-327,共4页
为了分析与解决复杂平台上的天线与其周围指挥舱等金属结构之间的电磁干扰问题,以期将天线对指挥舱内的电子设备的干扰降到最小。应用时域有限差分算法计算了2根振子天线辐射下带孔缝金属箱子的屏蔽效能。通过计算金属箱内部一点的电场... 为了分析与解决复杂平台上的天线与其周围指挥舱等金属结构之间的电磁干扰问题,以期将天线对指挥舱内的电子设备的干扰降到最小。应用时域有限差分算法计算了2根振子天线辐射下带孔缝金属箱子的屏蔽效能。通过计算金属箱内部一点的电场强度和频谱特性,研究了形状不同、尺寸不同、面积相同和数目不同等窗口状态对带孔缝金属箱的屏蔽效能的影响,得出了提高带孔缝金属箱的屏蔽效能的一些方法手段。能有效解决工作于车、船和飞机等复杂电磁环境的天线干扰其周围指挥舱等金属结构内电子设备的电磁问题。 展开更多
关键词 时域有限差分法 完全匹配层 谐振 电磁兼容 屏蔽效能
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再辐射边界条件在FDTD中的应用 被引量:3
16
作者 陈锋 赵惠玲 张海霞 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2010年第2期348-351,共4页
目前的吸收边界条件存在编程复杂,占有内存空间与计算量过大等缺点。再辐射边界条件通过在截断边界处引入与入射波等效电磁流符号相反的源,使得穿过边界的电磁场得到有效的衰减。与传统的吸收边界条件相比,再辐射边界条件具有吸收性能优... 目前的吸收边界条件存在编程复杂,占有内存空间与计算量过大等缺点。再辐射边界条件通过在截断边界处引入与入射波等效电磁流符号相反的源,使得穿过边界的电磁场得到有效的衰减。与传统的吸收边界条件相比,再辐射边界条件具有吸收性能优越,设计思路清晰,编程简单,内存占有少,计算时间短的优点。推导了在离散网格中再辐射边界的反射系数与时间及空间步长的关系,通过时域有限差分方法(FDTD)进行了验证,与理论值基本相符。 展开更多
关键词 再辐射边界条件 各向异性完全匹配层 惠更斯表面 时域有限差分方法
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基于UPML的三维FDTD正演模拟 被引量:1
17
作者 胡灵娟 唐新功 +2 位作者 潘秋瑾 邵佳园 孙游雪 《能源与环保》 2018年第4期138-141,共4页
采用时域有限差分法(Finite-Difference Time Domain,FDTD)计算电磁场问题时需要设置适当的吸收边界条件(Absorbing Boundary Condition,ABC),从而将无限空间转化为有限空间来模拟电磁波的传播情况及其规律。讨论了单轴各向异性完全匹配... 采用时域有限差分法(Finite-Difference Time Domain,FDTD)计算电磁场问题时需要设置适当的吸收边界条件(Absorbing Boundary Condition,ABC),从而将无限空间转化为有限空间来模拟电磁波的传播情况及其规律。讨论了单轴各向异性完全匹配层(Uniaxial Perfectly Matched Layer,UPML)吸收边界条件下的三维时域有限差分法,介绍了一般FDTD的基本原理,推导了基于UPML的三维FDTD的迭代公式,采用FDTD-UPML对电磁波在三维空间的传播情况进行正演模拟。数值模拟结果表明,结合具有强大图形处理功能的Matlab编程软件,使得FDTD-UPML能够很直观地模拟电磁波在三维空间中的传播情况。 展开更多
关键词 时域有限差分法 单轴各向异性 完全匹配层 三维 电磁波
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匹配Z变换完全匹配层在孔隙介质弹性波数值模拟中的应用 被引量:4
18
作者 徐振旺 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期661-668,共8页
卷积完全匹配层(CPML)虽能有效吸收各个方向入射的地震波,但其卷积算子在时间域的处理相对复杂。相较于CPML基于匹配Z变换完全匹配层(MZT-PML)能更直接地实现复频移拉伸算子。详细推导了MZT-PML在Biot方程中实现复频移拉伸算子的一般过... 卷积完全匹配层(CPML)虽能有效吸收各个方向入射的地震波,但其卷积算子在时间域的处理相对复杂。相较于CPML基于匹配Z变换完全匹配层(MZT-PML)能更直接地实现复频移拉伸算子。详细推导了MZT-PML在Biot方程中实现复频移拉伸算子的一般过程,并采用时域交错网格有限差分法进行离散求解,得到了更简单的复频移拉伸算子的实现算法。数值模拟结果表明,MZT-PML可有效吸收固相和流相各分量产生的虚假反射,消除大角度入射波边界反射效果甚佳。长时间能量衰减计算结果证明了MZT-PML具有长时间数值模拟稳定性。 展开更多
关键词 完全匹配层 匹配Z变换 孔隙介质 波动方程 时域有限差分
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三维柱坐标下ADI-WLP FDTD算法的CPML实现
19
作者 朱大伟 陈海林 +1 位作者 杨洁 陈彬 《微波学报》 CSCD 北大核心 2019年第3期1-6,共6页
提出一种三维柱坐标系下交变方向隐式(ADI)的加权拉盖尔时域有限差分(WLP-FDTD)算法,并利用卷积完全匹配层(CPML)实现。通过引入微扰项可将大型稀疏矩阵的CPML形式分解为6个三对角矩阵,之后结合高斯-赛德尔思想,将6个三对角矩阵划分为... 提出一种三维柱坐标系下交变方向隐式(ADI)的加权拉盖尔时域有限差分(WLP-FDTD)算法,并利用卷积完全匹配层(CPML)实现。通过引入微扰项可将大型稀疏矩阵的CPML形式分解为6个三对角矩阵,之后结合高斯-赛德尔思想,将6个三对角矩阵划分为两部分迭代计算,可进一步提升计算效率和收敛速度。在柱坐标模型的应用算例中,数值计算结果显示该算法的CPML吸收边界对比Mur吸收边界有较好的吸收效果。 展开更多
关键词 时域有限差分法 拉盖尔多项式 交变方向隐式 卷积完全匹配层 高斯-赛德尔 轴上特殊处理
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基于Drude模型的二维左手材料CNAD-FDTD算法研究
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作者 何光峰 迟洁茹 +2 位作者 范昊博 代小琴 宋来军 《青岛大学学报(工程技术版)》 CAS 2019年第3期89-93,99,共6页
为了解决时域有限差分方法的计算域截断问题,本文在完全匹配层方法的基础上,将克兰克尼科尔森(crank-nicolson,CN)半隐式差分方式和近似去耦(approximately-decoupling,AD)法相结合,对基于Drude模型的二维左手材料CNAD-FDTD算法进行研... 为了解决时域有限差分方法的计算域截断问题,本文在完全匹配层方法的基础上,将克兰克尼科尔森(crank-nicolson,CN)半隐式差分方式和近似去耦(approximately-decoupling,AD)法相结合,对基于Drude模型的二维左手材料CNAD-FDTD算法进行研究。为验证该方法在二维频率色散左手材料区域的有效性,对色散媒质的Drude模型进行数值仿真。仿真结果表明,本文所提出的方法,不仅打破了常规FDTD的Courant稳定条件(courant-friedrich-levy,CFL)对时间步长的限制,且受色散材料的影响很少,具有良好的吸收效果;随着CN的增大,运行时间逐渐减少,说明本文所提出的算法可以提高运算效率。该研究为左手材料的进一步发展提供了理论依据。 展开更多
关键词 完全匹配层 时域有限差分法 Crank-Nicoloson半隐式差分方式 左手材料 Drude模型
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