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标量波方程时间高阶广义有限差分法及稳定性条件
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作者 袁野 黄健良 +2 位作者 陶维祥 柳万春 吴国忱 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第21期8796-8804,共9页
广义有限差分地震波场数值模拟方法能够适应起伏的地层界面,消除起伏界面造成的阶梯状散射现象,提高正演模拟的准确性。而使用时间二阶广义有限差分法求解波动方程时,由于时间差分精度低,时间采样间隔较大时往往会产生时间频散,影响正... 广义有限差分地震波场数值模拟方法能够适应起伏的地层界面,消除起伏界面造成的阶梯状散射现象,提高正演模拟的准确性。而使用时间二阶广义有限差分法求解波动方程时,由于时间差分精度低,时间采样间隔较大时往往会产生时间频散,影响正演模拟的精度。研究了标量波方程时间四阶广义有限差分正演模拟算法及其稳定性条件和频散特性,通过将时间四阶偏导数转嫁到空间偏导数项上实现时间四阶精度差分,时间频散得到有效的压制。此外相对于时间二阶广义有限差分法,时间四阶广义有限差分可以适应较大的时间采样间隔,一定程度上减少计算量。实验结果表明,所提出的算法能有效压制阶梯状散射和时间频散,具有更高的计算精度,将其应用于逆时偏移,可以获得高质量的成像剖面。 展开更多
关键词 广义有限差分 阶梯状散射 高阶差分格式 时间频散 稳定性条件
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求解时间分布阶扩散方程的两个高阶有限差分格式 被引量:3
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作者 胡嘉卉 王俊刚 聂玉峰 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2019年第7期791-800,共10页
基于复化Simpson公式和复化两点Gauss-Legendre公式,构造了两个求解时间分布阶扩散方程的高阶有限差分格式.不同于以往文献中提出的时间一阶或二阶格式,这两种格式在时间方向都具有三阶精度,而在分布阶和空间方向可达到四阶精度.数值结... 基于复化Simpson公式和复化两点Gauss-Legendre公式,构造了两个求解时间分布阶扩散方程的高阶有限差分格式.不同于以往文献中提出的时间一阶或二阶格式,这两种格式在时间方向都具有三阶精度,而在分布阶和空间方向可达到四阶精度.数值结果表明,两种算法都是稳定且收敛的,从而是有效的.两种格式的收敛速率也通过数值实验进行了验证,并且通过和文献中的算法对比可以得出其更为高效. 展开更多
关键词 时间分布阶扩散方程 分数阶导数 高阶差分格式 收敛速率
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一阶声波方程时间四阶精度差分格式的伪谱法求解 被引量:13
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作者 唐怀谷 何兵寿 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期71-80,共10页
在地震波场数值模拟中,伪谱法不产生由空间网格离散引起的数值频散,而常规伪谱法用于求解时间二阶精度差分格式时,则会受到时间差分精度较低的影响而产生数值频散。本文基于一阶声波方程,提出将差分格式的时间差分精度增至四阶,并利用... 在地震波场数值模拟中,伪谱法不产生由空间网格离散引起的数值频散,而常规伪谱法用于求解时间二阶精度差分格式时,则会受到时间差分精度较低的影响而产生数值频散。本文基于一阶声波方程,提出将差分格式的时间差分精度增至四阶,并利用伪谱法求解,从而在避免由空间网格离散引起的数值频散的同时,降低由时间网格离散引起的数值频散。此外,与时间二阶精度差分格式伪谱法相比,时间四阶精度差分格式伪谱法的稳定性条件更为宽松,进而可通过增大时间网格步长提高计算效率。 展开更多
关键词 一阶声波方程 数值模拟 伪谱法 时间高阶差分格式 数值频散 稳定性条件
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一种混合型四阶格式、基于特征的边界条件及其应用 被引量:2
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作者 李沁 张涵信 高树椿 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2000年第2期146-155,共10页
本文描述并应用差分格式的构造原则 ,采用了时空转换的格式构造方法构造了一个四阶精度的差分格式 ,文中还进一步提出将四阶格式和二阶NND格式混合的方法 ,即在光滑区格式保持四阶精度、在激波附近降为二阶NND格式 ,来增强格式捕捉激波... 本文描述并应用差分格式的构造原则 ,采用了时空转换的格式构造方法构造了一个四阶精度的差分格式 ,文中还进一步提出将四阶格式和二阶NND格式混合的方法 ,即在光滑区格式保持四阶精度、在激波附近降为二阶NND格式 ,来增强格式捕捉激波的能力。同时 ,本文基于特征传播的思想 ,建立了一种开边界的数值计算方法 ,并采用将边界条件嵌入控制方程的方法以及新的简化形式的边界处理方法 ,完整给出了无粘。 展开更多
关键词 高阶差分格式 混合格式 边界条件 激波
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无量纲混相驱对流-弥散方程的数值求解
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作者 李培超 孔祥言 +1 位作者 卢德唐 宋振云 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期361-363,共3页
给出了混相驱对流-弥散方程的无量纲形式;采用高阶精度差分格式对其进行数值求解并应用于几个具体算例中。本文数值结果和算例给出的结果对比,充分验证了本文数值模型的可靠性和准确性。该数值模型可以用来研究诸如土壤或地下水污染物... 给出了混相驱对流-弥散方程的无量纲形式;采用高阶精度差分格式对其进行数值求解并应用于几个具体算例中。本文数值结果和算例给出的结果对比,充分验证了本文数值模型的可靠性和准确性。该数值模型可以用来研究诸如土壤或地下水污染物输运以及空气污染等领域里的传质问题。 展开更多
关键词 对流-弥散方程无量纲化 高阶差分格式 模型验证
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