| 基于逐元和轴对称谱元的混合方法及远震波场模拟 |
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| 引用本文： | 李昊臻, 刘少林, 董兴朋, 蒙伟娟, 杨顶辉. 2024. 基于逐元和轴对称谱元的混合方法及远震波场模拟. 地球物理学报, 67(5): 1819-1831, doi: 10.6038/cjg2023R0180 |
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| 作者姓名： | 李昊臻 刘少林 董兴朋 蒙伟娟 杨顶辉 |
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| 作者单位： | 1. 清华大学数学科学系, 北京 100084;; 2. 应急管理部国家自然灾害防治研究院, 北京 100085;; 3. 中国地震局地质研究所, 北京 100029 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金（42004102,U1839206）资助; |
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| 摘 要： | 
远震波形成像是研究地球内部结构和动力学过程的重要手段.然而,由于巨大的计算需求,当前在全球尺度（包含震源-台站）数值模拟高频（频率到2 Hz）地震波传播并不现实.谱元法是一种高有效性的数值模拟算法,具有高精度和网格剖分灵活的优点,并且已经成功应用于弹性波方程求解中.但缺点是求解远震问题时计算量和存储量较大.
为了克服上述难题,本文发展了一种基于逐元并行谱元法与轴对称谱元法相结合的混合方法：即在全球尺度层状模型下使用具有快速计算效率的轴对称谱元法模拟远震背景波场,而在研究区域内使用逐元并行谱元法精确计算非均匀介质中远震波场传播.该方法减少了非均匀介质中远震波场模拟的计算量与存储量,并保持了逐元并行谱元法高精度、低存储量、易并行的优点.数值实验验证了该混合方法的可行性和精确性,并有望进一步应用于实际地震数据远震波形成像研究中.
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| 关 键 词： | 弹性波方程 混合方法 逐元谱元法 轴对称谱元法 远震波场模拟 |
| 收稿时间： | 2023-03-28 |
| 修稿时间： | 2023-10-19 |
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