Моделирование 3D волновых полей в неоднородной области со сложной топографией при помощи схемы Лебедева
https://doi.org/10.25205/1818-7900-2020-18-4-66-85
Аннотация
Численное моделирование широко используется при изучении волновых полей в различных средах. Одним из способов моделирования является разбиение интересуемой области на элементарные объемы и построение конечно-разностной схемы для численной реализации. В работе предполагается, что среда может обладать существенной кривизной поверхности, поэтому задействуется технология построения сетки из криволинейных кубов. Такая сетка обеспечивает хорошую согласованность дискретной и физической моделей среды. Предложен параллельный алгоритм численного решения 3D линейной системы теории упругости, выраженной в скоростях смещений, с использованием криволинейной сетки и явной разностной схемы, созданной на основе схемы Лебедева. Представлены результаты моделирования для неоднородной области. Расчеты проводились с использованием ресурсов ССКЦ СО РАН.
Список литературы
1. Liseikin V. D. Grid generation method. 2nd ed. Berlin, Springer, 2010. ISBN 978-90-481-2912-6
2. Vaseva I. A., Liseikin V. D., Likhanova Yu. V., Morokov Yu. N. An elliptic method for construction of adaptive spatial grids. Russ. J. Numer. Anal. Math. Modelling, 2009, vol. 1, p. 65-78. DOI 10.1515/RJNAMM.2009.006
3. Лисейкин В. Д. Разностные сетки. Теория и приложения Новосибирск, 2014. 245 с.
4. Appelo D., Petersson N. A. A stable finite difference method for the elastic wave equation on complex geometries with free surfaces. Communications in computational physics 5, 2007, no. 1, p. 84-107.
5. Jose M. Carcione. The wave equation in generalized coordinates. Geophysics 59, 1994, no. 12, p. 1911-1919. DOI 10.1190/1.1443578
6. Титов П. А. Алгоритм и программа моделирования 2D-волновых полей в областях с криволинейной свободной поверхностью // Материалы конференции “Научный сервис в сети Интернет - 2014”. Новороссийск, Абрау-Дюрсо, 2014. C. 446-455.
7. Титов П. А. Моделирование упругих волн в средах со сложной топографией свободной поверхности // Вестник НГУ. Серия: Информационные технологии. 2018. Т. 16, № 4. С. 153-166.
8. Titov P. A technology of modeling of elastic waves propagation in media with complex 3D geometry of the surface with the aid of high performance cluster. Russian Supercomputing Days, Proc., 2016, p. 1020-1031.
9. Titov P. The Simulation of 3D Wave Fields in Complex Topography Media. In: Russian Supercomputing Days, CCIS 1129, 2019, p. 451-462. DOI 10.1007/978-3-030-36592-9_37
10. Vishnevsky D., Lisitsa V., Tcheverda V., Reshetova G. Numerical study of the interface errors of finite-difference simulations of seismic waves. Geophysics, 2014, vo. 79 (4), p. 219-232. DOI 10.1190/geo2013-0299.1
11. Vishnevsky D., Lisitsa V. Lebedev scheme for numerical simulation of wave propagation in 3D anisotropic elasticity. Geophysical Prospecting 58, 2010, p. 619-635. DOI 10.1111/j.1365-2478.2009.00862.x
12. William Gropp, Steven Huss-Lederman et al. MPI - The complete reference. Cambridge, Massachusetts, MIT Press, 1998, vol. 2, 205 p.
13. Glinskii B. M., Karavaev D. A., Kovalevsky V. V., Martynov V. N. Numerical modeling and experimental research of the «Karabetov Mountain» mud volcano by vibroseismic methods. Num. Meth. Prog., 2010, vol. 11 (1), p. 95-104.
14. Collino F., Tsogka C. Application of the Perfectly Matched Absorbing Layer Model to the Linear Elastodynamic Problem in Anisotropic Heterogeneous Media. Geophysics 66, 2001, p. 294-307. DOI 10.1190/1.1444908
Рецензия
Для цитирования:
Титов П.А. Моделирование 3D волновых полей в неоднородной области со сложной топографией при помощи схемы Лебедева. Вестник НГУ. Серия: Информационные технологии. 2020;18(4):66-85. https://doi.org/10.25205/1818-7900-2020-18-4-66-85
For citation:
Titov P.A. Simulation of 3D Wave Fields in Inhomogeneous Domain with Complex Topography Using the Lebedev Scheme. Vestnik NSU. Series: Information Technologies. 2020;18(4):66-85. (In Russ.) https://doi.org/10.25205/1818-7900-2020-18-4-66-85
Просмотров:
74
Послать статью по эл. почте 