本文關鍵詞：一種求解地震波方程的高效并行譜元格式

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【摘要】：地震波數(shù)值模擬在地震學和地震勘探中扮演著非常重要角色.在已有工作的基礎上,提出1種高效并行的地震波PML方程譜元格式.PML被引入地震波方程以吸收外向波進而模擬無界區(qū)域.進一步,為了適應復雜地形同時允許時間顯式推進,譜元方法被用來離散地震波PML方程.由此得到地震波PML方程譜元格式.在此基礎上,闡述了單元剛度矩陣分解性質,并說明了利用單元剛度矩陣分解可以大幅減少剛度矩陣存儲量同時顯著加速剛度矩陣與向量乘積,進而顯著減少格式的計算量和存儲量.此外,算法復雜性分析表明格式無論在計算量上還是在存儲量上都優(yōu)于幾種已知的1階地震波PML方程譜元格式.結合并行技術,給出了高效并行的地震波PML方程譜元格式.數(shù)值實驗驗證了格式的正確性、良好的強弱并行可擴展性以及對復雜地形的適應性.
【作者單位】： 中國科學院數(shù)學與系統(tǒng)科學研究院;科學與工程計算國家重點實驗室(中國科學院數(shù)學與系統(tǒng)科學研究院);
【關鍵詞】： 地震波方程 數(shù)值模擬 完美匹配層 譜元方法 單元剛度矩陣分解 并行計算
【基金】：國家“九七三”重點基礎研究發(fā)展計劃基金項目(2011CB309703) 國家“八六三”高技術研究發(fā)展計劃基金項目(2012AA01A309) 國家自然科學基金項目(11171334;11321061;11101417) 中國科學院國家數(shù)學與交叉科學中心資助課題~~
【分類號】：P315.8;O241.8
【正文快照】： 譜元方法(spectral element method,SEM)最初應用于計算流體力學[1-2],隨后被成功引入地震波數(shù)值模擬領域.其中,Legendre譜元方法離散產生對角質量矩陣,使得時域地震波數(shù)值模擬得以顯式推進,顯著減少了計算開銷;同時,譜元方法的高精度、低頻散、優(yōu)良并行性能、適應復雜地形等，

本文編號：591076