Traction image method for irregular free surface boundaries in finite difference seismic wave simulation   总被引：16，自引：1，他引：16  

Wei Zhang  Xiaofei Chen 《Geophysical Journal International》2006,167(1):337-353

In this study, we propose a new numerical method, named as Traction Image method, to accurately and efficiently implement the traction-free boundary conditions in finite difference simulation in the presence of surface topography. In this algorithm, the computational domain is discretized by boundary-conforming grids, in which the irregular surface is transformed into a 'flat' surface in computational space. Thus, the artefact of staircase approximation to arbitrarily irregular surface can be avoided. Such boundary-conforming gridding is equivalent to a curvilinear coordinate system, in which the first-order partial differential velocity-stress equations are numerically updated by an optimized high-order non-staggered finite difference scheme, that is, DRP/opt MacCormack scheme. To satisfy the free surface boundary conditions, we extend the Stress Image method for planar surface to Traction Image method for arbitrarily irregular surface by antisymmetrically setting the values of normal traction on the grid points above the free surface. This Traction Image method can be efficiently implemented. To validate this new method, we perform numerical tests to several complex models by comparing our results with those computed by other independent accurate methods. Although some of the testing examples have extremely sloped topography, all tested results show an excellent agreement between our results and those from the reference solutions, confirming the validity of our method for modelling seismic waves in the heterogeneous media with arbitrary shape topography. Numerical tests also demonstrate the efficiency of this method. We find about 10 grid points per shortest wavelength is enough to maintain the global accuracy of the simulation. Although the current study is for 2-D P-SV problem, it can be easily extended to 3-D problem.  相似文献   

利用WRF对兰州冬季大气边界层的数值模拟   总被引：8，自引：5，他引：8       下载免费PDF全文

缪国军  张镭  舒红 《气象科学》2007,27(2):169-175

本文介绍了WRF中尺度模式的有关概况,分析了模式的物理结构,并利用WRF中尺度模式对河谷城市兰州冬季大气边界层的风场和温度场进行了数值模拟研究。模拟结果与观测事实基本一致,表明WRF模式具有良好的稳定性能。  相似文献   

Sensitivity Study of the South China Sea Summer Monsoon in 1998 to Different Cumulus Parameterization Schemes     

LIU Yanju  DING Yihui 《大气科学进展》2007,24(3)

In this study, the improved high-resolution regional climate model of the China National Climate Center (RegCM_NCC) is used to examine the sensitivity of the simulated circulation and rainfall during the South China Sea summer monsoon (SCSSM) period during 1998 in an effort to compare to other cumulus parameterization schemes. The investigation has indicated that the model is capable of simulating the seasonal march of the SCSSM and that the results were very sensitive to the choice of cumulus parameterization schemes. It seems that the Kuo cumulus parameterization scheme simulates the process of the SCSSM onset reasonably well, which can reproduce the onset timing and dramatic changes before and after the onset, especially the upper- and lower-level wind-fields. However, there are still some discrepancies between the simulations and observations. For example, the model can not completely simulate the intensity of the rainfall or the location of the western Pacific subtropical high as well as the feature of the rapid northward propagation of seasonal rain belt.  相似文献   

水库渗流影响文物遗址安全发掘研究——以湖南里耶秦代古城遗址为例     

刘成禹  何满潮 《中国地质灾害与防治学报》2007,18(4):88-92

与古遗址相邻的江、河由于后期的工程活动,如水库、大坝的修建和蓄水,水位上升,将对遗址区地下水的运动规律及渗流场产生较大影响。在其影响下,古遗址可能产生各种环境地质灾害并对其发掘安全产生不利影响。论文以国家重点文物——湖南里耶秦代古城遗址安全发掘深度研究为例,在分析水库蓄水诱发的环境地质灾害的基础上,对遗址在不同库水位下的安全发掘深度及发掘方案进行了研究,提出了保障发掘安全的工程措施。研究成果为国家重点文物的保护和进一步发掘提供了科学依据。对类似文物工程的保护和发掘具有借鉴意义。  相似文献   

酒店气象专用电视频道技术方案     

郑虹晖  尹群  翁锦辉 《气象研究与应用》2003,24(3):50-52

阐述了酒店气象专用电视频道的工作原理,同时还推荐了本系统软硬件具体的配置,最后对专用系统软件的工作流程及其使用方法进行了详细的说明。  相似文献   

单程波方程偏移算子高阶辛格式   总被引：11，自引：3，他引：11       下载免费PDF全文

杨辉  刘洪  李幼铭 《地球物理学报》2003,46(4):533-538

针对地震偏移算法中单程波算子中e指数项的近似，提出一种高阶辛格式算法. 与非辛格式的近似、一阶辛格式近似和两步法进行数值对比表明，文中提出的高阶辛格式具有更高的精度. 脉冲响应的计算也表明文中的近似方法具有降低频散效应和适应横向变速的能力. 用Marmousi模型验证了对复杂构造的成像的能力，实际资料计算表明本文方法适合于较大深度的稳定准确成像.  相似文献   

用MM5模式Reisner霰方案对华南暴雨的数值模拟   总被引：13，自引：2，他引：13       下载免费PDF全文

孙晶  王鹏云 《气象》2003,29(4):10-13

利用MM5中尺度数值模式对1998年6月8～9日华南暴雨进行了模拟，用Re—isner在方案模拟了可分辨尺度降水，详细分析了暴雨的微物理过程。结果表明，Re—isner在方案对华南暴雨具有较好的模拟能力。在降水最大时段，霰和云水是形成雨水的主要来源，云水的碰冻是产生霰的主要微物理过程。  相似文献   

地球流体力学的研究与进展   总被引：1，自引：1，他引：1       下载免费PDF全文

穆穆  季仲贞  王斌  李扬 《大气科学》2003,27(4):689-711

简要介绍中国科学院大气物理研究所七十多年来在理论与计算地球流体力学方面的若干研究及其新的进展.在理论地球流体力学方面,介绍了长波动力学及线性稳定性问题、弱非线性理论及行星波动力学以及用Arnold方法(能量-Casimir方法)研究大气和海洋中各种流体运动的非线性稳定性问题的成果.此外,对扰动演变、扰动和基流相互作用及热带大气动力学中的第二类不稳定条件(CISK)也作了简要的介绍.在计算地球流体力学方面,主要内容包括:用物理观点和数学分析相结合的方法阐述了造成计算紊乱和计算不稳定的机理,论证计算稳定性、算  相似文献   

浅水方程数值计算方法的研究   总被引：1，自引：5，他引：1       下载免费PDF全文

张修忠  王光谦  金生 《水科学进展》2003,14(4):417-423

求解以水位为变量的连续方程,并根据Navier-Stokes方程压力修正算法的基本思想,建立了浅水方程的水位修正算法,放宽了对离散时间步长的限制.通过对离散方程系数矩阵的重新构造,建立了高分辨率有限元格式,该格式既具有较高的离散精度又避免了数值解的伪振荡.对动量方程的阻力项做负坡线性化处理,提高了露滩计算的稳定性.数值模拟结果与解析解吻合良好,表明所建立的数值计算方法是正确的和可靠的.  相似文献   

辽宁省抚顺市区地质灾害监测系统设计方案     

赵广信  李兰  常耀广 《中国地质灾害与防治学报》2003,14(3):100-105

抚顺市地质灾害监测系统，由5方面工作内容组成：(1)建立统一可靠的城市高程起算基准；(2)扩展现有的沉降监测网，使分散的监测点联合形成全面、统一的监测网；(3)对浑河断裂带主断层实施监测；(4)对西露天采坑北坡滑坡重点区和采煤沉陷重点区实施水平位移监测；(5)利用计算机技术和地理信息系统(GIS)技术，建立抚顺市地质灾害信患系统。该系统是城市地质灾害防治的基础工程。系统应用了先进的监测手段及数据处理技术。文章介绍了系统的设计方案。  相似文献