地震波动数值模拟中人工边界条件研究讨论
张恂1
邢浩洁2
曾睿煊2
李小军3
1.北京工业大学,桥梁工程安全与韧性全国重点实验室,北京 1001242.中国地震局地球物理研究所,北京 1000813.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
摘要：地震波动数值模拟领域学者们认识和研究人工边界条件(artificial boundary condition,ABC)面临的主要挑战在于分散于不同波动问题的ABC研究成果还比较缺乏有效的归纳与整合.以建立关于ABC本质特征及其主要方法基本性能的系统化认知为目标,对ABC的概念与方法、精度控制原理、数值稳定性等基础性问题进行了简单直观的脉络性研究讨论.从ABC是计算外行波引起的人工边界节点运动的各种方法的统称这个本质出发,围绕时空外推、应力平衡和区域衰减3类主要计算模式,探讨了同类ABC在施加方式、精度控制原理以及数值稳定性等方面的相似性,以及非同类ABC之间的差异性.初步分析了廖氏透射边界的时空外推原理是外推型ABC和应力型ABC精度理论的根本性原理,波动有限元模拟中透射边界的稳定性问题实际上是外推计算模式与有限元衔接的难题,衰减型ABC具有外推型ABC和应力型ABC之外不可替代的独特作用等重要问题.
关键词：地震波动数值模拟人工边界条件精度控制原理数值稳定性复杂波动
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(52208508)国家重点研发计划(2023YFC3007405)中国地震局地球物理研究所基本科研业务费专项(DQJB22B22)中国地震局地球物理研究所基本科研业务费专项(DQJB23R27)
论文发表日期：2025-08-25
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：11( 435-445 )
英文信息