Global SH-wavefield calculation for a two-dimensional whole-Earth model with the parallel hybrid PSM/FDM algorithm
Global SH-wavefield calculation for a two-dimensional whole-Earth model with the parallel hybrid PSM/FDM algorithm
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利用并行混合 PSM/FDM 算法计算二维全地球模型的全局 SH 波场
DOI：
10.1007/s11589-014-0085-9
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发表时间：
2014-05
影响因子：
1.2
通讯作者：
Xianbing Zhang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yanbin Wang;Yang Luo;Yanfang Qin;Xianbing Zhang
提出了一种基于伪谱法（PSM）和有限差分法（FDM）的二维全球SH波场模拟的并行混合算法。将整个地球模型视为球面地球的一个横截面，在二维柱坐标系下定义了相应的波动方程。在交错网格上，波动方程的空间导数在横向上用高效、高精度的PSM近似，在径向上用高阶FDM近似。该算法在保持PSM算法在横向上的高精度和高效率的同时，将整个地球在径向上划分为多个子区域，在PC机群上实现了高效的并行计算。提出了一种将三维地球模型与二维地球模型进行矩张量变换的方法，给出了相应的矩张量分量。与直接求解法的结果比较表明，该算法具有很好的精度。我们还证明了它的可行性与横向非均匀的全地球模型与本地化的速度扰动。
We present a parallel hybrid algorithm based on pseudospectral method (PSM) and finite difference method (FDM) for two-dimensional (2-D) global SH-wavefield simulation. The whole-Earth model is taken as a cross section of spherical Earth, and corresponding wave equations are defined in 2-D cylindrical coordinates. Spatial derivatives in the wave equations are approximated with efficient and high accuracy PSM in the lateral and high-order FDM in the radial direction on staggered grids. This algorithm allows us to divide the whole-Earth into sub-domains in radial direction and implement efficient parallel computing on PC cluster, while retains high accuracy and efficiency of PSM in lateral direction. A transformation of moment tensor between 3-D spherical Earth and our 2-D model was proposed to give corresponding moment tensor components used in 2-D modeling. Comparison of modeling results with those obtained by direct solution method shows very good accuracy of our algorithm. We also demonstrate its feasibility with a lateral heterogeneous whole-Earth model with localized velocity perturbation.
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DOI：
--
发表时间：
2002
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
K. Aki;P. Richards
通讯作者：
K. Aki;P. Richards
影响因子：
2.8
作者：
P. Cummins;N. Takeuchi;R. Geller
通讯作者：
P. Cummins;N. Takeuchi;R. Geller
影响因子：
2.3
作者：
H. Igel;Ó. Gudmundsson
通讯作者：
H. Igel;Ó. Gudmundsson
影响因子：
2.8
作者：
Nissen-Meyer, Tarje;Fournier, Alexandre;Dahlen, F. A.
通讯作者：
Dahlen, F. A.
影响因子：
2.8
作者：
Yanbin Wang;H. Takenaka;T. Furumura
通讯作者：
Yanbin Wang;H. Takenaka;T. Furumura