在地震學(xué)中,地震的預(yù)測與勘探領(lǐng)域一直是學(xué)者們的研究重點,對資源的勘察探測、了解地下結(jié)構(gòu)、人民的生命財產(chǎn)安全都具有重要的意義。而地震動數(shù)值模擬是該領(lǐng)域中最重要的方法之一,對地震學(xué)的發(fā)展發(fā)揮著巨大的推動作用。有限元與有限差分方法均在地震數(shù)值模擬領(lǐng)域中被廣泛的應(yīng)用,但在實際工程及地震領(lǐng)域中,面對復(fù)雜的實際地形及多變的地質(zhì)參數(shù)及構(gòu)造,兩種方法的使用價值及效率仍有較大的提升空間。本文在研究兩種方法的優(yōu)勢及適用條件的前提下,通過建立一條過渡帶,對有限元求解區(qū)域進行賦初值。從而將兩種方法結(jié)合起來,在求解不同問題時,不同介質(zhì)區(qū)域采用不同的計算方法,利用不同方法的優(yōu)勢,對大規(guī)模實際地形及參數(shù)的地震動進行數(shù)值模擬。論文內(nèi)容如下:（1）從彈性波動的基本方程入手,基于泰勒公式法推導(dǎo)出具有四階精度的有限差分方程,同初值-邊值條件一起構(gòu)成彈性波動有限差分方程組。利用位移函數(shù),得到彈性波動有限元的系統(tǒng)求解方程。（2）通過建立過渡帶,賦初值將有限差分與有限元相結(jié)合,建立有限元-有限差分正演流程。使其具備對不同地質(zhì)構(gòu)造進行數(shù)值模擬的能力。（3）通過有限元-有限差分正演模擬流程,對均勻帶裂縫、分層起伏地形等構(gòu)造模型進行有... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

四階精度二維網(wǎng)格劃分將二維空間節(jié)點設(shè)立在一個三維矩陣UI,J,N中，x、z方向的空間步長分別為x、z

界會具有自由邊界的性質(zhì)，地震波傳播到該邊界會產(chǎn)生反射波等，這與實際情況不符。(a)有限元-有限差分過渡帶 (b)有限元、有限差分計算區(qū)域示意圖3.2 有限元-有限差分法區(qū)域示意圖本文在研究兩種方法的優(yōu)勢及適用條件的前提下，通過建立一條過渡帶，該過渡帶的目的是消除有限元-有限差分邊界的邊界性質(zhì)，對有限元求解區(qū)域進行賦初值，從

圖 4.1 二維彈性波有限元-有限差分正演流程流程如圖 4.1 所示。為了節(jié)省計算內(nèi)存、適用于大規(guī)模地震數(shù)值模擬，程小兩個循環(huán)參數(shù)，當循環(huán)次數(shù)達到預(yù)設(shè)的小循環(huán)次數(shù)時，程序即自動保存結(jié)果數(shù)據(jù)，然后清空該循環(huán)過程的結(jié)果數(shù)據(jù)，再進行下一個循環(huán)階段進行

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3287159