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李小军 (李小军.) | 张恂 (张恂.) | 邢浩洁 (邢浩洁.)

Abstract:

人工边界处理是近场地震波动数值模拟的关键问题,其中透射边界(multi-transmitting formula,MTF)是一种应用较为广泛的人工边界方法,但它也存在计算精度与稳定性相互冲突的问题.为提高稳定性较好的低阶边界的模拟精度,发展出一种动态人工波速透射边界,能够适应复杂波动中外行波透射角随时间大幅度变化的情形,并探讨了动态人工波速识别这一关键问题.通过在当前时刻波场中沿人工边界附近划定观察窗口,并在一段时间之前某时刻波场中构建出一组与边界法线夹角在-90°~90°范围变化的筛选窗口,设计出一种对这两个时刻局部窗口中的波场进行比对的图像处理方法来识别外行波的透射角度.将识别得到的透射角度用于动态更新透射边界的人工波速,实现基于动态人工波速透射边界的波动模拟.在SH波动数值模拟中分别以单一脉冲波的简单波动和多个平面波叠加的复杂波动为例,证明所发展的动态人工波速透射边界对于不同透射角的波动成分均具有较好的适应性,模拟精度显著优于采用经验固定人工波速的传统透射边界.该方法为发展和完善高精度且计算稳定的人工边界提供了一个全新的研究思路.

Keyword:

地震波动 人工边界条件 透射边界 图像处理 人工波速

Author Community:

  • [ 1 ] [李小军]北京工业大学桥梁工程安全与韧性全国重点实验室,北京 100124;中国地震局地球物理研究所,北京 100081
  • [ 2 ] [张恂]北京工业大学桥梁工程安全与韧性全国重点实验室,北京 100124
  • [ 3 ] [邢浩洁]中国地震局地球物理研究所

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Source :

力学学报

ISSN: 0459-1879

Year: 2024

Issue: 10

Volume: 56

Page: 2924-2935

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