插值算法对透射边界数值模拟结果的影响分析
段雪良
周正华
卞祝
韩轶
赵玲
李政
廖成亮
贺家聪
刘伟
南京工业大学交通运输工程学院,南京 210009
摘要：一个时间步内外行波以人工波速走过的距离与网格尺寸往往不一致,因此在应用透射边界公式时,一般通过时间插值或空间插值的方法将透射边界的计算结点用有限元结点表示.本文导出了拉格朗日插值算法、埃尔米特插值算法以及三次样条插值算法的透射边界一次透射插值公式,探讨不同插值算法对透射边界数值模拟结果的影响.首先将弹性半空间中入射P/SV波自由场问题的数值解与解析解对比,讨论3种插值算法对计算精度的影响,然后以半圆河谷地形入射P/SV波散射问题为例,对比不同插值算法计算得到的结果.数值结果表明:不同插值算法对透射边界数值模拟结果有显著影响,在3种插值算法中,三次样条插值算法计算精度最高,其次是拉格朗插值算法,相比之下,埃尔米特插值算法计算得到的精度较低.相比于自由场,散射问题的计算结果受3种插值算法的影响较大,拉格朗日插值算法与三次样条插值算法计算结果相近,而埃尔米特插值算法的计算结果差异较大.本研究成果为在应用透射边界模拟场地动力反应时,选择合适的插值算法提供了科学依据.
关键词：透射边界插值算法自由场散射场
分类号：P315.9(大地（岩石界）物理学（固体地球物理学）)
资助基金：国家自然科学基金(U2039208)
论文发表日期：2025-04-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 197-208 )
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