三维局部场地地震波散射问题谱元并行模拟方法

摘要：

针对平面波入射下三维局部场地的波动散射问题,利用解析法实现了考虑非均匀分布谱元节点的自由场计算,将其作为谱元波动数值模拟的输入波场.利用高阶谱元方法模拟内域节点的运动,采用多次透射边界(MTF)模拟边界节点的运动,同时基于消息传递接口(MPI)技术完成跨节点的并行计算,进而实现基于谱元法的三维散射波动问题并行模拟,最后基于典型数值算例验证了方法的精度及稳定性表现.结果表明:本方法对于不同偏振方向入射体波下的局部场地三维散射问题均具有较高的模拟精度.直至 3 阶MTF,在满足内域计算稳定的前提下,取MTF人工波速接近介质剪切波速即可实现长持时稳定计算,而无需其他消除高频振荡的附加措施.取较小的消飘因子即可消除MTF的低频飘移失稳且基本不影响模拟精度.本方法在平面波入射下区域性三维地震动数值模拟分析中具有较好的应用前景.

关键词：波动散射问题、谱元法、多次透射边界、三维地震动、稳定性

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分类号：P315.9;TU435(大地（岩石界）物理学（固体地球物理学）)

资助基金：国家自然科学基金51808371

在线出版日期：2023-07-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：1342-1354