适于弹性波方程无网格有限差分数值解的PML与CFS-PML吸收边界条件

作者：孙成禹,李世中,徐宁

摘要：无网格有限差分法能有效提高数值模拟的几何灵活性,且无需网格映射或复杂的网格生成过程。RBF-FD(基于径向基函数的有限差分)是最常用的无网格有限差分法之一,可以准确模拟地震波在非矩形计算域中的传播。本文提出适于弹性波方程无网格有限差分数值解的PML(完全匹配层)吸收边界条件,可以应用于非矩形速度模型的边界。但是PML吸收边界对近掠射波、低频波的吸收效果不好。为此,我们继续提出适于弹性波方程无网格有限差分数值解的CFS-PML(复频移完全匹配层)吸收边界条件。本文所提两种边界条件均是通过构造辅助微分方程,得到不分裂时域表达式,具有存储量小、便于编程实现的特点。模拟结果表明,两种PML吸收边界条件都能有效地消除无网格有限差分数值模拟的人工边界反射。此外,本文所提CFS-PML相较PML对近掠射波和损耗波的吸收效果更好。

发文机构：中国石油大学（华东）地球科学与技术学院 海洋国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室

关键词：无网格有限差分弹性波方程非矩形计算域完全匹配层复频移完全匹配层mesh-free finite differenceelastic wave equationnon-rectangular computational domainperfectly matched layercomplex-frequency-shifted perfectly matched layer

分类号： R73[医药卫生—肿瘤][医药卫生—临床医学]