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基于快速多极子基本解方法(FMM-MFS)的弹性波二维散射模拟研究
1
作者
刘中宪
王冬
梁建文
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2015年第5期102-109,共8页
针对弹性波二维散射问题,发展一种新的快速多极子基本解方法(FMM-MFS)。方法基于单层位势理论,通过在虚边界上设置膨胀波线源和剪切波线源以构造散射波场,从而避免了奇异性的处理和边界单元离散;结合快速多极子展开技术(FMM),大幅度降...
针对弹性波二维散射问题,发展一种新的快速多极子基本解方法(FMM-MFS)。方法基于单层位势理论,通过在虚边界上设置膨胀波线源和剪切波线源以构造散射波场,从而避免了奇异性的处理和边界单元离散;结合快速多极子展开技术(FMM),大幅度降低了计算量和存储量,突破了传统方法难以处理大规模散射问题的瓶颈。以全空间孔洞对P、SV波的二维散射为例,给出了具体求解步骤,并在个人计算机上实现了上百万自由度问题的快速精确计算。在方法效率和精度检验基础上,分别以单孔洞和随机孔洞群对平面波(P、SV波)的散射为例进行计算模拟,揭示了孔洞(群)周围弹性波散射的若干重要规律。
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关键词
基本解方法
快速多极子展开
方法
快速
多极
子
基本解方法(FMM-MFS)
弹性波散射
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职称材料
弹性半空间夹杂群对平面SH波散射的快速多极多域边界元法模拟
被引量：
9
2
作者
刘中宪
武凤娇
+1 位作者
王冬
张海
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第4期1154-1163,共10页
结合快速多极子展开技术,发展一种高精度快速多域间接边界元方法,用于求解弹性半空间大规模夹杂群对平面SH波的二维散射。数值检验表明,该方法能够高效精确地求解大规模多域散射问题,同时可大幅度降低计算存储量,据此在普通电脑上可实...
结合快速多极子展开技术,发展一种高精度快速多域间接边界元方法,用于求解弹性半空间大规模夹杂群对平面SH波的二维散射。数值检验表明,该方法能够高效精确地求解大规模多域散射问题,同时可大幅度降低计算存储量,据此在普通电脑上可实现数百万自由度二维多域出平面散射问题快速求解,进而分别针对半空间中均匀分布和随机分布的夹杂群,探讨了夹杂群刚度、形状对其周围平面SH波散射的影响规律。研究结果表明:由于弹性波的多次散射相干,使得夹杂群对平面SH波的散射与单夹杂体存在显著差异,总波场空间分布特征和位移频谱特征更为复杂;平面SH波散射特性主要取决于夹杂体的材料软硬程度、几何形状特征和入射波的角度、频率。另外,研究方法和分析结论可为半空间复杂不均质体对SH波散射正、反演分析提供新的技术手段和理论依据。
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关键词
多域散射
平面SH波
快速多极子展开
间接边界元法
夹杂群
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职称材料
基于快速多极边界元法的局部场地对地震波高频散射二维模拟
被引量：
4
3
作者
刘中宪
孙帅杰
+1 位作者
赵瑞斌
王冬
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第11期2017-2025,共9页
结合快速多极子展开技术与间接边界元法,发展一种新的高频地震波散射(二维平面内)快速模拟方法。精度和效率检验表明该方法具有很高的计算精度、求解效率及良好的数值稳定性,同时可大幅度降低计算存储量。进而以半空间峡谷与凸起地形对...
结合快速多极子展开技术与间接边界元法,发展一种新的高频地震波散射(二维平面内)快速模拟方法。精度和效率检验表明该方法具有很高的计算精度、求解效率及良好的数值稳定性,同时可大幅度降低计算存储量。进而以半空间峡谷与凸起地形对平面SV波的高频散射为例,讨论了峡谷及凸起周围地震波宽频散射基本特征,给出了千米尺度局部场地、0~25 Hz频带宽度的散射模拟结果。分析表明:高频SV波垂直入射下,峡谷角部水平和竖向位移均表现出明显的放大效应,而峡谷底部的散射效应较弱;半圆凸起顶部附近水平位移谱峰值高达5.0,山脚处位移反应则受到明显的抑制作用;斜入射情况,峡谷地形迎波面一侧位移幅值较大,而凸起地形则是背波面一侧放大显著。数值结果可为复杂局部场地中大型工程抗震设计提供部分理论依据。
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关键词
局部场地效应
地震波散射
高频
间接边界元法
快速多极子展开
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职称材料
题名
基于快速多极子基本解方法(FMM-MFS)的弹性波二维散射模拟研究
1
作者
刘中宪
王冬
梁建文
机构
天津城建大学土木工程学院
天津市软土特性与工程环境重点实验室
天津大学土木工程系
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2015年第5期102-109,共8页
基金
国家自然科学基金项目(51278327)
天津市应用基础与前沿技术研究项目(14JCYBJC21900)
文摘
针对弹性波二维散射问题,发展一种新的快速多极子基本解方法(FMM-MFS)。方法基于单层位势理论,通过在虚边界上设置膨胀波线源和剪切波线源以构造散射波场,从而避免了奇异性的处理和边界单元离散;结合快速多极子展开技术(FMM),大幅度降低了计算量和存储量,突破了传统方法难以处理大规模散射问题的瓶颈。以全空间孔洞对P、SV波的二维散射为例,给出了具体求解步骤,并在个人计算机上实现了上百万自由度问题的快速精确计算。在方法效率和精度检验基础上,分别以单孔洞和随机孔洞群对平面波(P、SV波)的散射为例进行计算模拟,揭示了孔洞(群)周围弹性波散射的若干重要规律。
关键词
基本解方法
快速多极子展开
方法
快速
多极
子
基本解方法(FMM-MFS)
弹性波散射
Keywords
method of fundamental solutions（MFS）
fast multipole expansion method（FMM）
FMM-MFS
scattering of elastic wave
分类号
TH212 [机械工程—机械制造及自动化]
TH213.3 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
弹性半空间夹杂群对平面SH波散射的快速多极多域边界元法模拟
被引量：
9
2
作者
刘中宪
武凤娇
王冬
张海
机构
天津城建大学天津市土木建筑结构防护与加固重点实验室
天津城建大学天津市地震工程研究所
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第4期1154-1163,共10页
基金
国家自然科学基金项目(No.51278327)
天津市应用基础与前沿基础研究计划项目(No.14JCYBJC21900
No.13JCQNJC07400)~~
文摘
结合快速多极子展开技术,发展一种高精度快速多域间接边界元方法,用于求解弹性半空间大规模夹杂群对平面SH波的二维散射。数值检验表明,该方法能够高效精确地求解大规模多域散射问题,同时可大幅度降低计算存储量,据此在普通电脑上可实现数百万自由度二维多域出平面散射问题快速求解,进而分别针对半空间中均匀分布和随机分布的夹杂群,探讨了夹杂群刚度、形状对其周围平面SH波散射的影响规律。研究结果表明:由于弹性波的多次散射相干,使得夹杂群对平面SH波的散射与单夹杂体存在显著差异,总波场空间分布特征和位移频谱特征更为复杂;平面SH波散射特性主要取决于夹杂体的材料软硬程度、几何形状特征和入射波的角度、频率。另外,研究方法和分析结论可为半空间复杂不均质体对SH波散射正、反演分析提供新的技术手段和理论依据。
关键词
多域散射
平面SH波
快速多极子展开
间接边界元法
夹杂群
Keywords
multi-domain scattering
plane SH wave
fast multipole expansion
indirect boundary element method
inclusions
分类号
TU452 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
基于快速多极边界元法的局部场地对地震波高频散射二维模拟
被引量：
4
3
作者
刘中宪
孙帅杰
赵瑞斌
王冬
机构
天津城建大学(天津市土木建筑结构防护与加固重点实验室)
河北建研科技有限公司
出处
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第11期2017-2025,共9页
基金
国家自然科学基金项目(51678390)
天津市科技支撑重大项目(15ZXCXSF00070)
天津市应用基础与前沿技术研究计划重点项目(13JCZDJC35500)
文摘
结合快速多极子展开技术与间接边界元法,发展一种新的高频地震波散射(二维平面内)快速模拟方法。精度和效率检验表明该方法具有很高的计算精度、求解效率及良好的数值稳定性,同时可大幅度降低计算存储量。进而以半空间峡谷与凸起地形对平面SV波的高频散射为例,讨论了峡谷及凸起周围地震波宽频散射基本特征,给出了千米尺度局部场地、0~25 Hz频带宽度的散射模拟结果。分析表明:高频SV波垂直入射下,峡谷角部水平和竖向位移均表现出明显的放大效应,而峡谷底部的散射效应较弱;半圆凸起顶部附近水平位移谱峰值高达5.0,山脚处位移反应则受到明显的抑制作用;斜入射情况,峡谷地形迎波面一侧位移幅值较大,而凸起地形则是背波面一侧放大显著。数值结果可为复杂局部场地中大型工程抗震设计提供部分理论依据。
关键词
局部场地效应
地震波散射
高频
间接边界元法
快速多极子展开
Keywords
local site effect
scattering of seismic wave
high frequency
indirect boundary element method
fast multi-pole expansion
分类号
P315.3 [天文地球—地震学]
TU435 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于快速多极子基本解方法(FMM-MFS)的弹性波二维散射模拟研究
刘中宪
王冬
梁建文
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2015
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
弹性半空间夹杂群对平面SH波散射的快速多极多域边界元法模拟
刘中宪
武凤娇
王冬
张海
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
9
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于快速多极边界元法的局部场地对地震波高频散射二维模拟
刘中宪
孙帅杰
赵瑞斌
王冬
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
已选择
0
条
导出题录
引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
检索结果
已选文献
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