適于彈性波方程無網格有限差分數值解的PML與CFS-PML吸收邊界條件

作者：孫成禹,李世中,徐寧

摘要：無網格有限差分法能有效提高數值模擬的幾何靈活性,且無需網格映射或復雜的網格生成過程。RBF-FD(基于徑向基函數的有限差分)是最常用的無網格有限差分法之一,可以準確模擬地震波在非矩形計算域中的傳播。本文提出適于彈性波方程無網格有限差分數值解的PML(完全匹配層)吸收邊界條件,可以應用于非矩形速度模型的邊界。但是PML吸收邊界對近掠射波、低頻波的吸收效果不好。為此,我們繼續提出適于彈性波方程無網格有限差分數值解的CFS-PML(復頻移完全匹配層)吸收邊界條件。本文所提兩種邊界條件均是通過構造輔助微分方程,得到不分裂時域表達式,具有存儲量小、便于編程實現的特點。模擬結果表明,兩種PML吸收邊界條件都能有效地消除無網格有限差分數值模擬的人工邊界反射。此外,本文所提CFS-PML相較PML對近掠射波和損耗波的吸收效果更好。

發文機構：中國石油大學（華東）地球科學與技術學院 海洋國家實驗室海洋礦產資源評價與探測技術功能實驗室

關鍵詞：無網格有限差分彈性波方程非矩形計算域完全匹配層復頻移完全匹配層mesh-free finite differenceelastic wave equationnon-rectangular computational domainperfectly matched layercomplex-frequency-shifted perfectly matched layer

分類號： R73[醫藥衛生—腫瘤][醫藥衛生—臨床醫學]