一種求解地震波方程的高效并行譜元格式
發(fā)布時(shí)間：2017-07-29 21:06
本文關(guān)鍵詞：一種求解地震波方程的高效并行譜元格式
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【摘要】：地震波數(shù)值模擬在地震學(xué)和地震勘探中扮演著非常重要角色.在已有工作的基礎(chǔ)上,提出1種高效并行的地震波PML方程譜元格式.PML被引入地震波方程以吸收外向波進(jìn)而模擬無界區(qū)域.進(jìn)一步,為了適應(yīng)復(fù)雜地形同時(shí)允許時(shí)間顯式推進(jìn),譜元方法被用來離散地震波PML方程.由此得到地震波PML方程譜元格式.在此基礎(chǔ)上,闡述了單元?jiǎng)偠染仃嚪纸庑再|(zhì),并說明了利用單元?jiǎng)偠染仃嚪纸饪梢源蠓鶞p少剛度矩陣存儲量同時(shí)顯著加速剛度矩陣與向量乘積,進(jìn)而顯著減少格式的計(jì)算量和存儲量.此外,算法復(fù)雜性分析表明格式無論在計(jì)算量上還是在存儲量上都優(yōu)于幾種已知的1階地震波PML方程譜元格式.結(jié)合并行技術(shù),給出了高效并行的地震波PML方程譜元格式.數(shù)值實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了格式的正確性、良好的強(qiáng)弱并行可擴(kuò)展性以及對復(fù)雜地形的適應(yīng)性.
【作者單位】： 中國科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院;科學(xué)與工程計(jì)算國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中國科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院);
【關(guān)鍵詞】： 地震波方程 數(shù)值模擬 完美匹配層 譜元方法 單元?jiǎng)偠染仃嚪纸?/strong> 并行計(jì)算
【基金】：國家“九七三”重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃基金項(xiàng)目(2011CB309703) 國家“八六三”高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃基金項(xiàng)目(2012AA01A309) 國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(11171334;11321061;11101417) 中國科學(xué)院國家數(shù)學(xué)與交叉科學(xué)中心資助課題~~
【分類號】：P315.8;O241.8
【正文快照】： 譜元方法(spectral element method,SEM)最初應(yīng)用于計(jì)算流體力學(xué)[1-2],隨后被成功引入地震波數(shù)值模擬領(lǐng)域.其中,Legendre譜元方法離散產(chǎn)生對角質(zhì)量矩陣,使得時(shí)域地震波數(shù)值模擬得以顯式推進(jìn),顯著減少了計(jì)算開銷;同時(shí),譜元方法的高精度、低頻散、優(yōu)良并行性能、適應(yīng)復(fù)雜地形等，
本文編號：591076
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