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非均匀各向异性介质中弹性波传播的广义多尺度有限元方法。 (英语) Zbl 1349.74322号

总结:发展快速而准确的地震波传播数值方法对描述复杂地质构造和油气藏具有重要意义。然而,传统数值建模方法,如有限差分法和有限元法的计算成本在应用于非常大的模型时变得非常昂贵。我们提出了一种用于非均匀各向异性介质中弹性波传播的广义多尺度有限元方法(GMsFEM),在该方法中,我们从多个局部问题中为粗糙节点支撑或粗糙单元的边界和内部构造基函数。应用多尺度基函数可以捕捉精细尺度的介质特性变化,与波动方程的传统有限元方法相比,可以大大减少建模所需的自由度,同时将误差限制在较低的值。我们给出了多尺度方法的连续Galerkin公式和间断Galerkon公式,两者都有优缺点。多尺度方法在三个非均质模型中的应用表明,我们的多尺度方法可以有效地模拟弹性波在各向异性介质中的传播,同时显著降低了建模系统的自由度。

MSC公司:

74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用
86-08 地球物理问题的计算方法
65M60毫米 涉及偏微分方程初值和初边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
74J05型 固体力学中的线性波
86甲15 地震学(包括海啸建模)、地震
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