Применение криволинейных сеток для моделирования 2D волновых полей в неоднородных областях со сложной топографией
https://doi.org/10.25205/1818-7900-2020-18-3-81-95
Аннотация
Численное моделирование обширно используется при изучении процессов распространения волновых полей в различных сложно построенных средах. Одним из способов является дискретизация области, для которой проводится моделирование, и построение разностной схемы для дальнейшей численной реализации. В данной работе задействуется построение сетки из криволинейных четырехугольников, хорошо согласованной с топографией поверхности. Предложен параллельный алгоритм численного моделирования на основе численного решения линейной 2D-системы теории упругости, записанной в смещениях, с использованием криволинейной сетки и явной разностной схемы. Представлены результаты моделирования. Расчеты проводились при помощи ресурсов ССКЦ СО РАН.
Ключевые слова
теория упругости,
упругие волны,
криволинейная поверхность,
криволинейная сетка,
суперкомпьютер,
моделирование
Список литературы
1. Лисейкин В. Д. Метод генерации сетки. 2-е изд. Берлин: Спрингер, 2010. ISBN 978-90-481-2912-6
2. Васева И. А., Лисейкин В. Д., Лиханова Ю. В., Мороков Ю. Н. Эллиптический метод построения адаптивных пространственных сеток // Рус. Джей Нумер. Анал. Математика. Моделирование. 2009. Т. 1. C. 65-78. DOI 10.1515/RJNAMM.2009.006
3. Лисейкин В. Д. Разностные сетки. Теория и приложения. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 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. С. 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. Титов П. А. Технология моделирования распространения упругих волн в средах со сложной трехмерной геометрией поверхности с помощью высокопроизводительного кластера // Российские суперкомпьютерные дни. 2016. С. 1020-1031.
9. Титов П. моделирование трехмерных волновых полей в сложных топографических средах // Российские суперкомпьютерные дни. CCIS 1129. 2019. С. 451-462. DOI 10.1007/ 978-3-030-36592-9_37
10. Вишневский Д., Лисица В., Чеверда В., Решетова Г. Численное исследование погрешностей сопряжения конечно-разностного моделирования сейсмических волн // Геофизика. 2014. T. 79 (4). C. 219-232. DOI 10.1190/geo2013-0299.1
11. Gropp W., Huss-Lederman S. et al. MPI - The complete reference. Cambridge, MIT Press, 1998, vol. 2, 205 p.
12. Collino F., Tsogka C. Application of the Perfectly Matched Absorbing Layer Model to the Linear Elastodynamic Problem in Anisotropic Heterogeneous Media. Geophysics, 2001, vol. 66, p. 294-307. DOI 10.1190/1.1444908
Рецензия
Для цитирования:
Титов П.А. Применение криволинейных сеток для моделирования 2D волновых полей в неоднородных областях со сложной топографией. Вестник НГУ. Серия: Информационные технологии. 2020;18(3):81-95. https://doi.org/10.25205/1818-7900-2020-18-3-81-95
For citation:
Titov P.A. Utilizing Curvilinear Grid for 2D Wave Field Simulation Heterogeneous Media with Topography. Vestnik NSU. Series: Information Technologies. 2020;18(3):81-95. (In Russ.) https://doi.org/10.25205/1818-7900-2020-18-3-81-95
Просмотров:
57
Послать статью по эл. почте 