透射边界条件在波动谱元模拟中的实现:一维波动

• 作者: 李鸿晶 邢浩洁
• 来源期刊: 力学学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 波动数值模拟 谱元法 多次透射边界 MTF 数值稳定性 数值精度
• 年，卷（期）: 2017,（2）
• 所属期刊栏目: 固体力学
• 页码范围: 367-379
• 页数: 13页
• 分类号: P315
• 字数: 9947字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/0459-1879-16-282

摘要

多次透射公式(multi-transmitting formula,MTF)是一种具有普适性的局部人工边界条件,但其在近场波动数值模拟中一般与有限元法结合.由于波动谱元模拟的数值格式与有限元格式有极大的不同,传统的MTF在谱元离散格式中无法直接实现.为了使物理概念清楚、精度可控的多次透射人工边界条件能够适应波动谱元模拟的需求,首先指出多次透射边界与谱元离散格式结合的基本问题,并分析了空间内插和时间内插两种方案的可行性.然后从空间内插角度出发,提出基于拉格朗日多项式插值模式的MTF谱元格式,并采用一种简单内插方法实现高阶MTF.最后通过一维波动数值试验检验这些MTF谱元格式的精度,并讨论其数值稳定性.结果表明:对于一、二阶MTF,几种格式的精度相当;对于三、四阶MTF,基于谱单元位移模式插值的格式精度最高.相反,随着插值多项式阶次的升高,不同MTF格式的稳定临界值逐步降低,但是所有格式均在人工波速大大超过物理波速时才可能发生失稳.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李鸿晶	南京工业大学土木工程学院	80	701	14.0	24.0
2	邢浩洁	南京工业大学土木工程学院	4	13	3.0	3.0