稀疏存储的显式有限元三角网格地震波数值模拟及其PML吸收边界条件

• 作者: 刘少林 刘有山 徐涛 滕吉文
• 来源期刊: 地球物理学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 显式有限元法 压缩存储行(CSR)格式 集中质量矩阵 Newmark算法 PML吸收边界条件 谱元法
• 年，卷（期）: 2013,（9）
• 所属期刊栏目: 应用地球物理学
• 页码范围: 3085-3099
• 页数: 15页
• 分类号: P631
• 字数: 9571字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6038/cjg20130921

摘要

有限元法是复杂介质地震模拟的有力工具,它能比较客观地反映地震波的传播,比较细致地再现地震图像.但是,为了获得较精确的结果,有限元法模拟地震波的传播需要的网格点数多,具有计算量大和消耗内存多的缺点.针对上述缺点,本文对刚度矩阵采用压缩存储行(CSR)格式,以减少计算量并节省内存;采用集中质量矩阵得到对角的质量矩阵以提高有限元法(显式有限元)的计算效率;时间离散采用保能量的Newmark算法以提高有限元法的计算精度;采用变分形式(弱形式)的PML吸收边界条件对人工截断边界进行处理.通过与高精度的数值方法——谱元法的数值试验的对比表明,上述方法的引入可使有限元法在计算精度和计算效率方面均可取得比较显著的改进.为了获得相当的计算精度,相比于7阶谱元法,显式有限元法需要更精细的网格.然而,显式有限元法的计算速度比前者快近2倍,而内存需求仅为谱元法的1/4～1/6.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	滕吉文	中国科学院地质与地球物理研究所	152	3619	35.0	51.0
2	徐涛	中国科学院地质与地球物理研究所	63	878	16.0	28.0
3	刘有山	中国科学院地质与地球物理研究所	18	175	7.0	13.0
7	刘少林	中国科学院地质与地球物理研究所	8	68	4.0	8.0