Finite-difference modeling with topography using 3D viscoelastic parameter-modified free-surface condition

粘弹性 离散化 自由面 曲面(拓扑) 边值问题 网格 边界(拓扑) 有限差分法 数学 数学分析 泊松方程 规则网格 数值分析 极限(数学) 有限元法 本构方程 有限差分 机械 几何学 物理 热力学
作者
Shuli Dong,Xu-Hui Zhou,Jingbo Chen
出处
期刊:Geophysics [Society of Exploration Geophysicists]
卷期号:88 (4): T211-T226 被引量:3
标识
DOI:10.1190/geo2022-0556.1
摘要

The free-surface boundary condition is a crucial aspect in the numerical modeling of (visco)elastic wave equations, especially when using a finite-difference (FD) method in the presence of surface topography. The parameter-modified method is a widely used approach to solve this problem. In this regard, the adaptive Poisson’s ratio parameter-modified method has proven to be effective in accurately simulating seismic surface waves within the FD discretization framework. Based on the equivalent medium theory, vacuum approximation, and mathematical limit, we develop a viscoelastic parameter-modified (VPM) method for the implementation of the free-surface boundary condition in the 3D viscoelastic wave equation. Our approach modifies the viscoelastic constitutive relation and density at the free surface and provides a formulation in terms of displacement and stress. We determine that our VPM method is more general than the viscoelastic stress-image method as it includes the latter as a limit case when the Poisson’s ratio equals zero. The presented free-surface method is represented implicitly within the FD grid, and we provide implementation details when simulating surface waves with topography in the standard staggered-grid FD scheme. We support our theory’s feasibility and accuracy through numerical examples.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
甲乙丙丁完成签到,获得积分10
刚刚
jiao完成签到,获得积分10
刚刚
gali完成签到,获得积分10
1秒前
翊然甜周完成签到,获得积分10
1秒前
烟花应助gxf123456采纳,获得10
2秒前
3秒前
科目三应助帆帆帆采纳,获得10
3秒前
lst完成签到,获得积分10
3秒前
jack1511完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
开朗念薇完成签到,获得积分20
3秒前
Gakay完成签到,获得积分10
4秒前
yuhang完成签到,获得积分10
5秒前
xxxx发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
tut完成签到 ,获得积分10
7秒前
coolru完成签到,获得积分10
7秒前
满家归寻发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
Riggle G完成签到,获得积分10
8秒前
日月小完成签到,获得积分10
8秒前
vv1223完成签到,获得积分10
8秒前
未明的感觉完成签到,获得积分10
8秒前
Mint完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
小明完成签到,获得积分10
9秒前
HH完成签到,获得积分10
10秒前
MouLi完成签到,获得积分10
10秒前
酷波er应助Jere采纳,获得10
10秒前
清风完成签到 ,获得积分10
11秒前
鲸鱼打滚完成签到 ,获得积分10
11秒前
暴躁的语堂完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
11秒前
光亮西牛完成签到 ,获得积分10
11秒前
Doctor_Peng完成签到,获得积分10
12秒前
zoey完成签到,获得积分10
12秒前
pb完成签到,获得积分10
12秒前
sunny完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Brittle fracture in welded ships 1000
A Guide to Genetic Counseling, 3rd Edition 500
Laryngeal Mask Anesthesia: Principles and Practice. 2nd ed 500
Theories in Second Language Acquisition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5568452
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4653069
关于积分的说明 14703693
捐赠科研通 4594883
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2521327
邀请新用户注册赠送积分活动 1492973
关于科研通互助平台的介绍 1463778