透射边界高频失稳机理及稳定实现——P-SV波动

摘要：

波动数值模拟的稳定性是获得可靠结果的前提.透射边界是一类具有高阶、高效等特点的人工边界,其引发的高频失稳是由内域格式和透射边界的不当耦合所致.本文针对P-SV波动有限元模拟中透射边界引发的失稳问题,基于GKS定理的群速度解释,通过对有限元和透射边界的频散分析揭示了数值失稳机理为透射边界和相邻内域格式支持了群速度指向内域的高频P波或SV波,波动能量将从边界进入内域引发数值失稳.同时,对比连续模型频散指出引发失稳的谐波是由有限元离散引入.本文采用修改的数值积分方法调整有限元刚度,以消除有限元中引发边界失稳的高频波动成分,从而稳定实现透射边界.理论分析和数值实验均表明本文稳定措施的有效性.

关键词：波动模拟;高频失稳;GKS定理;频散分析;数值积分

所属期刊栏目：64

分类号：P315(大地（岩石界）物理学（固体地球物理学）)

资助基金：中央级公益性科研院所基本科研业务费专项;国家自然科学基金;黑龙江省"头雁"创新团队计划资助

在线出版日期：2021-10-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：3646-3656