| 基于谱元区域分解法中频域弹性波问题的求解技术 |
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| 引用本文： | 时林林,庄明伟,周远国,刘娜,柳清伙.基于谱元区域分解法中频域弹性波问题的求解技术[J].中国科学:地球科学,2021(3). |
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| 作者姓名： | 时林林 庄明伟 周远国 刘娜 柳清伙 |
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| 作者单位： | 厦门大学电磁声学研究院;工业和信息化部电子第五研究所;西安科技大学通信与信息工程学院;Department of Electrical and Computer Engineering |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目(批准号:41390453、62001408);国家重点研发计划项目(编号:2018YFC0603503);国家自然科学基金委-广东省政府联合基金项目(编号:U1501501)资助。 |
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| 摘 要： | 文章提出一种基于谱元法的区域分解算法(DDM-SEM),并将其用于频域弹性波问题的计算.该方法结合了谱元法的高精度以及区域分解法的高并行特性,适合于大尺度弹性波问题的高精度和高效率计算.在DDMSEM算法中,原始的大尺度问题被分解为若干个子区域,每个子区域采用谱元法独立求解,子区域之间的交界面通过频域黎曼传输条件连接.本文提出的区域分解方法在不同的子区域不仅可采用非匹配网格,而且还可以选取不同的插值阶数,实现计算效率最大化.通过对每个子区域的内部自由度和边界自由度进行分离,结合高效和天然并行性的分块LDU直接求解器能快速求解系统矩阵.数值结果验证了该方法的精度和效率,同时也表明DDMSEM算法在计算大规模、多尺度的弹性波模型中展现出数值方法的优越性.同时,本文提出的方法对于频域下多源地震波反问题的计算具有潜在的应用价值.
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| 关 键 词： | 弹性波 区域分解 谱元法 频域 数值仿真 |
Domain decomposition based on the spectral element method for frequency-domain computational elastodynamics |
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