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两种边界处理方法对孔隙弹性介质中弹性波数值模拟的效果分析
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作者 张喆安 白云龙 +1 位作者 王书黎 刘龙成 《地质与勘探》 北大核心 2025年第3期525-535,共11页
本文基于Biot理论,通过数值模拟方法研究阻尼吸收边界条件(DABC)和近似完全匹配层边界条件(NPML)在孔隙弹性介质中对截断区域边界处弹性波传播的影响。首先在极坐标中推导了两种边界条件下的波动方程离散形式,然后通过改变吸收强度参数... 本文基于Biot理论,通过数值模拟方法研究阻尼吸收边界条件(DABC)和近似完全匹配层边界条件(NPML)在孔隙弹性介质中对截断区域边界处弹性波传播的影响。首先在极坐标中推导了两种边界条件下的波动方程离散形式,然后通过改变吸收强度参数与边界层数进行了大量数值实验,比较不同参数设置下两种边界条件在吸收效果和计算效率上的表现。研究发现,NPML在吸收效果上优于DABC,能够更有效地吸收来自不同方向的直达波,减少反射波对信号采集的干扰。但NPML的计算复杂度和实现难度较高。DABC实现简单且计算效率较高,但对以低角度入射波的吸收效果有限。通过对吸收强度参数和边界层数的优化,确定了DABC的最佳吸收强度参数范围为0.0027~0.0052,边界层数增加至25层时,反射波幅值减少到原来的5%。NPML的最佳吸收强度参数范围为0.0001~0.0014,可以在较少的边界层数下取得更好的吸收效果。本次研究为孔隙弹性介质中弹性波数值模拟提供了高效可靠的边界条件选择方案,并为相关数值模拟方法的改进和工程应用问题中边界条件的设计提供了参考。 展开更多
关键词 阻尼吸收边界条件 完全匹配层边界条件 弹性波 数值模拟 有限差分
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介质层厚度无序对Bragg微腔模式的影响(英文)
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作者 郑改革 史林兴 +2 位作者 王海娇 蒋立勇 李相银 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期587-591,共5页
采用本征模展开法(EME)结合完全匹配层(PML)边界条件,研究了由TiO2和SiO2复合膜结构组成的平面光子晶体Bragg微腔的模式特性,分析了介质厚度无序对微腔模式的调制以及入射角对局域长度的影响.结果表明,若光束正入射,带边局域长度要大于... 采用本征模展开法(EME)结合完全匹配层(PML)边界条件,研究了由TiO2和SiO2复合膜结构组成的平面光子晶体Bragg微腔的模式特性,分析了介质厚度无序对微腔模式的调制以及入射角对局域长度的影响.结果表明,若光束正入射,带边局域长度要大于禁带局域长度,随着无序度的增加光子通带的透过率逐渐降低,而禁带的透过率逐渐上升.当无序度较小时,局域长度随随机度的变化在带边和禁带内表现出相反的规律.当无序度较大时,局域长度不仅和随机度、带隙有关,还受到材料的影响;若光束斜入射,TE模的局域长度要远小于TM模对应的值,且其最小值向短波方向移动。此外,入射角和膜层数的变化都会导致局域长度的起伏. 展开更多
关键词 布拉格微腔 本征模展开法 完全匹配层边界条件 厚度无序
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任意倾斜各向异性介质中弹性波波场交错网格高阶有限差分法模拟 被引量:18
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作者 裴正林 王尚旭 《地震学报》 CSCD 北大核心 2005年第4期441-451,共11页
给出了任意倾斜各向异性介质中二维三分量一阶应力速度弹性波方程交错网格任意偶数阶精度有限差分格式及其稳定性条件,并推导出了二维任意倾斜各向异性介质完全匹配吸收层法边界条件公式和相应的交错网格任意偶数阶精度差分格式.数值模... 给出了任意倾斜各向异性介质中二维三分量一阶应力速度弹性波方程交错网格任意偶数阶精度有限差分格式及其稳定性条件,并推导出了二维任意倾斜各向异性介质完全匹配吸收层法边界条件公式和相应的交错网格任意偶数阶精度差分格式.数值模拟结果表明,该方法模拟精度高,计算效率高,边界吸收效果好.各向异性介质中弹性波波前面形态复杂,且qP波波速不总是比qS波波速快.qS波波前面和同相轴的三分叉现象普遍,且其同相轴一般不是双曲线型.当TI介质倾斜时,3个分量上均能够观测到横波分裂现象,而且各波形的同相轴变得不对称. 展开更多
关键词 各向异性介质 交错网格 高阶有限差分 完全匹配吸收边界条件
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三维各向同性介质弹性波方程交错网格高阶有限差分法模拟 被引量:43
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作者 裴正林 《石油物探》 EI CSCD 2005年第4期308-315,共8页
给出了三维各向同性介质中一阶应力-速度弹性波方程交错网格任意偶数阶精度有限差分格式,推导出了三维各向同性弹性介质完全匹配层吸收边界条件公式和相应的交错网格高阶有限差分格式。对三维French 模型进行了弹性波模拟,结果表明,该... 给出了三维各向同性介质中一阶应力-速度弹性波方程交错网格任意偶数阶精度有限差分格式,推导出了三维各向同性弹性介质完全匹配层吸收边界条件公式和相应的交错网格高阶有限差分格式。对三维French 模型进行了弹性波模拟,结果表明,该方法模拟精度高,边界吸收效果好。在三维French模型的xoz平面和yoz 平面的弹性波场快照中可以见到断面反射波、侧面反射波和散射波等波场特征。多次侧面反射波和多次散射波说明不同三维构造所形成的波场是相互影响的。 展开更多
关键词 三维各向同性介质 弹性波 交错网格 高阶有限差分 完全匹配吸收边界条件
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