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Application of the double absorbing boundary condition in seismic modeling 被引量:1
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作者 刘洋 李向阳 陈双全 《Applied Geophysics》 SCIE CSCD 2015年第1期111-119,123,共10页
We apply the newly proposed double absorbing boundary condition(DABC)(Hagstrom et al., 2014) to solve the boundary reflection problem in seismic finite-difference(FD) modeling. In the DABC scheme, the local high... We apply the newly proposed double absorbing boundary condition(DABC)(Hagstrom et al., 2014) to solve the boundary reflection problem in seismic finite-difference(FD) modeling. In the DABC scheme, the local high-order absorbing boundary condition is used on two parallel artificial boundaries, and thus double absorption is achieved. Using the general 2D acoustic wave propagation equations as an example, we use the DABC in seismic FD modeling, and discuss the derivation and implementation steps in detail. Compared with the perfectly matched layer(PML), the complexity decreases, and the stability and fl exibility improve. A homogeneous model and the SEG salt model are selected for numerical experiments. The results show that absorption using the DABC is considerably improved relative to the Clayton–Engquist boundary condition and nearly the same as that in the PML. 展开更多
关键词 Double absorbing boundary condition numerical modeling finite-difference method artificial boundary condition
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SH波动模拟中透射边界反射放大失稳研究 被引量:6
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作者 章旭斌 谢志南 廖振鹏 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1031-1035,1042,共6页
为进一步研究波动模拟中透射边界存在的反射放大失稳现象,本文针对透射边界在SH波动模拟中的应用,基于透射边界反射系数,揭示了透射边界引发的反射放大失稳规律。论证了此类失稳与具体的内域离散格式无关,仅是人工波速选择不当所致,并... 为进一步研究波动模拟中透射边界存在的反射放大失稳现象,本文针对透射边界在SH波动模拟中的应用,基于透射边界反射系数,揭示了透射边界引发的反射放大失稳规律。论证了此类失稳与具体的内域离散格式无关,仅是人工波速选择不当所致,并给出了合理的人工波速取值范围以避免失稳,同时指出了引起失稳的波动为数值模拟中无意义的成分。本文研究结果适用于一维、二维和三维SH波动,并对于在多维情况下认识和避免反射放大失稳具有重要意义。 展开更多
关键词 SH波动 数值模拟 有限元法 人工边界 透射边界 反射放大失稳 反射系数 人工波速
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曲线坐标系下的完全匹配层吸收边界条件 被引量:3
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作者 刘志强 孙建国 +3 位作者 孙辉 刘明忱 高正辉 石秀林 《吉林大学学报(地球科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1875-1884,共10页
在地震波数值模拟中,需要采用吸收边界条件以吸收人为边界反射。本文针对曲线坐标系下的二阶弹性波方程提出了一种完全匹配层(PML)吸收边界条件。与直角坐标系下的PML吸收边界条件类似,曲线坐标系下的PML吸收边界条件是一种在频率域中... 在地震波数值模拟中,需要采用吸收边界条件以吸收人为边界反射。本文针对曲线坐标系下的二阶弹性波方程提出了一种完全匹配层(PML)吸收边界条件。与直角坐标系下的PML吸收边界条件类似,曲线坐标系下的PML吸收边界条件是一种在频率域中给出的人工边界条件,由相应的复坐标变换得到。在变换到时间域后,完全匹配层中将出现复杂的卷积运算。为了避免这些卷积运算,引入了4个中间变量。为了简化自由边界条件,采用正交贴体网格对起伏地表模型进行网格剖分。数值算例表明,该方法可以有效消除人为边界反射。 展开更多
关键词 人为边界反射 完全匹配层吸收边界 正交贴体网格
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瞬态波的开路边条件 被引量:4
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作者 邹光远 陈耀松 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1989年第5期522-529,共8页
对波在无界区域内的传播作数值计算时,本文提出了一种处理开路边条件的方法,它无需在有限的人为边界上指定波的传播方向,即不要求波的传播方向与人为边界垂直或近于垂直,而是根据毗邻的内点和边界点的状态,确定待定边界点的波的传播方... 对波在无界区域内的传播作数值计算时,本文提出了一种处理开路边条件的方法,它无需在有限的人为边界上指定波的传播方向,即不要求波的传播方向与人为边界垂直或近于垂直,而是根据毗邻的内点和边界点的状态,确定待定边界点的波的传播方向。算例表明,这样的开路边条件能将内区来波很好地吸收而无明显反射,符合辐射条件的要求。 展开更多
关键词 瞬态 开路边条件 人为 边界
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波动谱元模拟中透射边界稳定性分析 被引量:2
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作者 章旭斌 谢志南 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期26-35,共10页
无限域波动数值模拟中,人工边界的稳定性是获得可靠模拟结果的前提。具有高阶精度的谱元法和透射边界两者结合的数值模拟方案显示出较好的模拟精度和数值稳定性,然而,仍然存在数值失稳现象,其失稳机理和稳定条件尚不明确,相应的理论分... 无限域波动数值模拟中,人工边界的稳定性是获得可靠模拟结果的前提。具有高阶精度的谱元法和透射边界两者结合的数值模拟方案显示出较好的模拟精度和数值稳定性,然而,仍然存在数值失稳现象,其失稳机理和稳定条件尚不明确,相应的理论分析极为欠缺。该文针对透射边界在高阶谱元法中的稳定性,依据高阶谱单元中非等间距节点的周期延拓特点,通过构建内域和边界数值格式的向量形式来分析人工边界反射系数。进而保证边界对谱元法中存在的真实模态和虚假模态的反射系数均小于等于1,从而得到透射边界的稳定条件,其表现为无量纲边界参数和谱元参数之间的关系,其含义为透射边界人工波速与介质物理波速的比值限定在一定范围内。同时揭示了透射边界引发高频失稳的机理,即边界对谱元法中虚假模态的反复反射放大所致。最后采用数值实验验证了透射边界稳定条件。 展开更多
关键词 数值模拟 稳定条件 反射系数 虚假模态 人工边界
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地震波传播有限差分模拟的人工边界问题 被引量:5
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作者 孙若昧 《地球物理学进展》 CSCD 1996年第3期53-58,共6页
在用有限差分法模拟地震波传播中,差分网格人工边界的反射问题是至关重要的。本文简要介绍了几种消除人工边界反射的方法及其主要优缺点。联立这些不同的吸收边界条件于实际的有限差分计算可以给出好的结果。
关键词 有限差分 人工边界 虚假反射 地震波传播
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局部土体地基的圆锥形黏弹性边界研究 被引量:1
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作者 王铭明 陈健云 +1 位作者 陈志强 付俊峰 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2018年第3期65-72,共8页
当荷载施加于半空间土体地基的任意圆形自由表面上时,其产生的应力作用范围会随着深度的增加而呈一定比例的扩大。基于此,采用圆锥形黏弹性边界代替传统的圆杆性黏性边界条件来模拟半无限域土体地基是更为合理的。本文根据圆锥形黏弹性... 当荷载施加于半空间土体地基的任意圆形自由表面上时,其产生的应力作用范围会随着深度的增加而呈一定比例的扩大。基于此,采用圆锥形黏弹性边界代替传统的圆杆性黏性边界条件来模拟半无限域土体地基是更为合理的。本文根据圆锥形黏弹性边界的基本理论建立的较容易实现的二维有限元求解方程,并分别对单一冲击波在圆锥形黏弹性边界和圆杆形黏性边界的局部域土体地基及无限域土体地基中传播进行分析。结果表明,圆锥形边界局部域地基与无限域地基的位移响应更为一致;因此,圆锥形黏弹性边界在吸收波的反射较传统的圆杆形黏性边界条件更有优势,且更接近波在土体地基中传播的真实本质。 展开更多
关键词 有限元法 非反射边界条件 锥形边界 黏弹性边界 人工透射边界
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GA-A^3DI-FDTD的PML吸收边界数值反射分析
8
作者 张岩 吕善伟 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1051-1054,共4页
研究一种减小三维交替方向隐式时域有限差分法AD I-FDTD(A lternating-D i-rection Implicit Finite-D ifference Time-Domain)数值色散的新方法GA-A3D I-FDTD(Genetic A lgo-rithm ArtificialAnisotropy AD I-FDTD).首先对添加人工各... 研究一种减小三维交替方向隐式时域有限差分法AD I-FDTD(A lternating-D i-rection Implicit Finite-D ifference Time-Domain)数值色散的新方法GA-A3D I-FDTD(Genetic A lgo-rithm ArtificialAnisotropy AD I-FDTD).首先对添加人工各向异性介质后的三维AD I-FDTD迭代公式进行变形,得到新的数值色散关系,再利用自适应遗传算法AGA(Adaptive Genetic A lgo-rithm)得到需要添加的人工各向异性介质的相对介电常数.并以空心波导作为数值算例,分析了由不同目标函数得到的人工各向异性介质对计算精度以及PML(Perfectly Matched Layers)吸收边界数值反射产生的影响,同时分别与传统AD I-FDTD相比较.结果表明通过正确选择目标函数,得到更加合适的人工各向异性介质,可以在减小三维AD I-FDTD数值色散的同时,有效地抑制由于人工各向异性介质的添加所造成的PML吸收边界数值反射的增强. 展开更多
关键词 时域分析 有限差分法 隐式交替方向 各向异性介质 数值色散 吸收边界 数值反射
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阻尼色散波的人工边界条件
9
作者 黄良易 王贤明 《高技术通讯》 CAS 2023年第11期1192-1201,共10页
本文设计阻尼色散波问题的数值人工边界条件。本文采用匹配边界条件方法,通过匹配阻尼色散波的特征频率-波数关系,构造了准确的局部人工边界条件。匹配边界条件方法利用人工边界附近原子位移、速度的线性组合形式构造人工边界条件,并通... 本文设计阻尼色散波问题的数值人工边界条件。本文采用匹配边界条件方法,通过匹配阻尼色散波的特征频率-波数关系,构造了准确的局部人工边界条件。匹配边界条件方法利用人工边界附近原子位移、速度的线性组合形式构造人工边界条件,并通过匹配色散波频率-波数关系的方式确定其组合系数。本文以一维无限长阻尼单原子链为例,以频率而非波数作为自变量,建立了阻尼色散波的频率-复数波数关系式。通过匹配该色散关系构造的匹配边界条件能够有效处理不同波速、不同空间衰减率的阻尼波。反射系数分析和数值算例均验证了此人工边界条件的有效性。该人工边界条件形式紧凑、构造方便、计算量小、吸收高效,适用于晶体的分子动力学模拟及多尺度计算。 展开更多
关键词 阻尼色散波 人工边界条件 匹配边界条件 色散关系 反射系数 多尺度计算
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成层场地地震波动输入模式研究
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作者 蒋新新 潘洪科 +2 位作者 徐理 王成元 柴路路 《新余学院学报》 2019年第2期20-24,共5页
当前应用时域方法分析水工结构-地基动力相互作用分析是研究热点,但成层场地条件下地震波动输入模式研究较少。通过研究地震波在成层场地波动传播规律,推导了SH波在层间分界面处发生反射和透射的系数公式,之后将其应用于粘弹性人工边界... 当前应用时域方法分析水工结构-地基动力相互作用分析是研究热点,但成层场地条件下地震波动输入模式研究较少。通过研究地震波在成层场地波动传播规律,推导了SH波在层间分界面处发生反射和透射的系数公式,之后将其应用于粘弹性人工边界模型改进了传统等效荷载输入模式。改进后的波动输入模式考虑了各层间波动传播速度的不同及层间分界面处波动振幅和相位改变,从而解决了传统等效荷载输入模式求解成层地基时两侧与内部节点波动传播不一致的问题。算例表明该方法具有良好的精度和稳定性,同时结果表明相同的底部波动输入成层自由场表面振动幅值大于均质自由场。 展开更多
关键词 水工结构抗震 成层场地 粘弹性人工边界模型 波动输入 波动反射和透射
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