模拟地震波传播的谱元-有限差分混合方法

Abstract

为了充分发挥谱元法和有限差分法各自在数值模拟复杂介质中地震波传播的优点，同时避免各自缺点，本文提出了模拟地震波传播的谱元-有限差分（SEM-FDM）混合方法。该混合方法在起伏地形附近采用谱元法计算地表附近的地震波传播；在远离起伏地形的区域之下，采用有限差分法计算地震波传播；之后通过构建数据交换区实现两种方法的耦合。结果表明，本文提出的谱元-有限差分混合方法能有效地模拟任意非均匀介质中的地震波传播，具有刻画复杂地形的能力，能处理自由地表边界条件，且能适应模型内的速度间断面。通过模型试算，并与谱元法进行对比，验证了该混合方法用于地震波模拟的有效性和高精度性。