基于谱元-简正振型耦合方法的核幔边界D″区地震波波形模拟方法研究

Abstract

本文拓展了一种模拟地震波在地球核幔边界D″区各向异性介质中传播的数值方法:谱元-简正振型耦合方法(CSEM).该方法通过在球对称各向同性介质空间采用简正振型方法, 在各向异性的D″区采用谱元方法, 并在两种介质的边界采用'DtN'算子耦合的策略计算一维模型PREM(见文献[ 1 ])或修改后的D″区横向各向同性VTI-PREM模型的理论地震图.模拟所得数值解结果与采用简正振型方法得到的解析解结果进行对比以验证方法的精度.在中国科学院地球深部结构重点实验室高性能计算机上使用128个CPU计算得到的结果显示, 在10-5~0.125 Hz的频率范围内谱元简正振型法得到的波形与简正振型方法能很好拟合.此外, 对于VTI介质结构模型, 谱元简正振型法能够准确模拟S波分裂现象, 从而验证了谱元简正振型耦合方法对各向异性介质中地震波传播数值模拟是一种有效的方法.