Scalar Seismic-Wave Equation Modeling by a Multisymplectic Discrete Singular Convolution Differentiator Method
Scalar Seismic-Wave Equation Modeling by a Multisymplectic Discrete Singular Convolution Differentiator Method
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通过多重辛离散奇异卷积微分器方法进行标量地震波方程建模
DOI：
10.1785/0120100266
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发表时间：
2011-08
影响因子：
3
通讯作者：
张美根
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
李小凡;朱童;李一琼;张美根
非均匀介质中地震波传播的高精度模拟是地震学研究的重要内容。然而，这种模拟是地震学研究领域的难题之一。为了发展地震反演和高分辨率地震波成像方法，必须尽可能完善地解决模型问题。此外，对于地震波的长期计算（例如，地球的自由振荡建模和地震噪声传播建模），地震建模方法的长期模拟能力的需求很大。本文提出了一种精确有效地模拟地震波场的替代方法，它是基于多辛离散奇异卷积微分器方案（MDSCD）。这种方法使用优化和截断，形成一个本地化的运营商，它保留了复杂介质中的波场的精细结构，并避免非因果相互作用时，参数不连续性存在于介质中。该方法具有结构保持性，适用于处理高精度或长时间的数值模拟问题。数值结果表明，该方法可以有效地抑制数值频散，为波场的长时间数值模拟研究提供了可能。这些数值结果也表明，MDSCD方法可以有效地捕捉内界面，而不需要任何特殊处理的间断。
High-precision modeling of seismic-wave propagation in heterogeneous media is very important to seismological investigation. However, such modeling is one of the difficult problems in the seismological research fields. For developing methods of seismic inversion and high-resolution seismic-wave imaging, the modeling problem must be solved as perfectly as possible. Moreover, for long-term computations of seismic waves (e.g., Earth’s free-oscillations modeling and seismic noise-propagation modeling), the capability of seismic modeling methods for long-time simulations is in great demand. In this paper, an alternative method for accurately and efficiently modeling seismic wave fields is presented; it is based on a multisymplectic discrete singular convolution differentiator scheme (MDSCD). This approach uses optimization and truncation to form a localized operator, which preserves the fine structure of the wave field in complex media and avoids noncausal interaction when parameter discontinuities are present in the medium. The approach presented has a structure-preserving property, which is suitable for treating questions of high-precision or long-time numerical simulations. Our numerical results indicate that this method can suppress numerical dispersion and allow for research into long-time numerical simulations of wave fields. These numerical results also show that the MDSCD method can effectively capture the inner interface without any special treatment at the discontinuity.
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DOI：
10.1016/j.jcp.2005.09.027
发表时间：
2006-05
期刊：
J. Comput. Phys.
影响因子：
--
作者：
Yuhui Sun;Yongcheng Zhou;Shu-Guang Li;G. Wei
通讯作者：
Yuhui Sun;Yongcheng Zhou;Shu-Guang Li;G. Wei
影响因子：
3
作者：
D. Komatitsch;J. Vilotte
通讯作者：
D. Komatitsch;J. Vilotte
影响因子：
2.8
作者：
Christoph Lunk;B. Simeon
通讯作者：
Christoph Lunk;B. Simeon
DOI：
10.1007/978-3-662-09947-6
发表时间：
2010-03
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
E. Hairer;G. Wanner
通讯作者：
E. Hairer;G. Wanner
影响因子：
2.6
作者：
R. Iwatsu
通讯作者：
R. Iwatsu