發(fā)布時(shí)間：2024-04-12 21:38

　　有限差分法算法是聲波數(shù)值模擬算法中最廣泛的數(shù)值計(jì)算方法。該方法具有計(jì)算速度快、占用內(nèi)存相對(duì)較小、易于編程實(shí)現(xiàn)及模擬精度高等優(yōu)點(diǎn)。規(guī)則網(wǎng)格下的有限差分算法相比于近年來(lái)提出的新的有限差分算法計(jì)算效率最高,消耗內(nèi)存最少。然而,引入PML邊界,導(dǎo)致常規(guī)網(wǎng)格的有限差分離散公式復(fù)雜,計(jì)算過(guò)程需要對(duì)計(jì)算區(qū)域和邊界區(qū)域進(jìn)行判斷,導(dǎo)致計(jì)算效率低。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,筆者新推導(dǎo)的離散公式,形式簡(jiǎn)單,整個(gè)模擬區(qū)域計(jì)算代碼一致,可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題。OpenMP并行算法,語(yǔ)言簡(jiǎn)潔和可移植性高,通過(guò)結(jié)合OpenMP并行算法,對(duì)模擬算法進(jìn)一步優(yōu)化,可以較大提高數(shù)值模擬的計(jì)算效率。

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【部分圖文】：

圖1簡(jiǎn)單模型的波場(chǎng)快照

使用一個(gè)500×500,dx=dz=10m,dt=800ms，速度為4000m/s的均勻速度模型，震源放置在中心(250,250)。分別使用本文方法進(jìn)行模擬并與一階應(yīng)力-速度方程的模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。如圖1所示，在t=0.56s，波場(chǎng)未到達(dá)邊界，模型為均勻模型，因此波場(chǎng)快照....

圖2Sigsbee速度模型

為進(jìn)一步證明推導(dǎo)出的公式(10)在復(fù)雜模型中也可以準(zhǔn)確模擬波場(chǎng)，使用Sigsbee模型進(jìn)一步驗(yàn)證。模型大小為1001×501,dx=dz=10m,dt=0.001s。速度模型和波場(chǎng)快照如圖2所示，sigsbee速度模型中包含一個(gè)高速鹽體，鹽體上表面起伏，容易產(chǎn)生繞射波場(chǎng)，將....

圖3t=0.8s時(shí)的波場(chǎng)快照

(1)規(guī)則網(wǎng)格下的有限差分算法，適當(dāng)提高差分階數(shù)，既可以滿(mǎn)足模擬精度要求，相比于一階應(yīng)力-速度方程的計(jì)算效率更高。通過(guò)改進(jìn)邊界條件公式，推導(dǎo)出新的離散公式，相比于傳統(tǒng)二階聲波方程的PML邊界控制方程，邊界計(jì)算區(qū)域中不再包含波場(chǎng)的三階偏導(dǎo)數(shù)和阻尼系數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)。并且，新的離散公式在....

本文編號(hào)：3952006