ОМНЖурнал вычислительной математики и математической физики Computational Mathematics and Mathematical Physics

  • ISSN (Print) 0044-4669
  • ISSN (Online) 3034-533

КОМБИНИРОВАНИЕ СЕТОЧНО-ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКОГО МЕТОДА С РАЗРЫВНЫМ МЕТОДОМ ГАЛЕРКИНА ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВОЛН В ЛИНЕЙНО-УПРУГИХ СРЕДАХ В ТРЕХМЕРНОМ СЛУЧАЕ

Код статьи
S3034533S0044466925020081-1
DOI
10.7868/S303453325020081
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Том/ Выпуск
Том 65 / Номер выпуска 2
Страницы
222-234
Аннотация
В данной работе рассматривается пример совместного использования сеточно-характеристического метода на регулярных структурированных расчетных сетках и разрывного метода Галеркина на тетраэдральных сетках для решения трехмерной прямой задачи распространения упругих волн в геологической среде, состоящей из четырех слоев, представляемых в виде линейно-упругой среды, с разными параметрами и произвольными криволинейными границами. Для сшивки численных методов используется специальный алгоритм, учитывающий особенности перехода от нерегулярной тетраэдральной расчетной сетки к регулярной структурированной расчетной сетки в трехмерном пространстве. Приведен сравнительный анализ сходимости полученного комбинированного метода с сеточно-характеристическим методом на криволинейных структурированных расчетных сетках в зависимости от изменения шага по пространственным направлениям. Получено волновое поле модуля скорости распространения возмущения от источника. Библ. 32. Фиг. 14. Табл. 3.
Ключевые слова
численное моделирование сеточно-характеристический метод разрывный метод Галеркина расчетные сетки сейсморазведка сейсмическая топография
Дата публикации
01.02.2025
Год выхода
2025
Всего подписок
0
Всего просмотров
71

Библиография

  1. 1. Moidaki M. New shear wave splitting measurements using broadband seismic data recorded by the BX seismological network in Botswana // Data in Brief. 2023. V. 48. Art. № 109078.
  2. 2. Li H., Gao R., Huang X., Wang H., Guo X., Liang H., Tan X., Liu X., Yang Z. Triassic convergence and tectonic evolution of the West Qinling orogen: Constraints from reflection-seismology imaging // Gondwana Research. 2023. V. 122. P. 1–10.
  3. 3. Cai Y., Wu J., Liu Y., Gao S. Advances in seismological methods for characterizing fault zone structure // Earthquake Science. 2024. V. 37. № 2. P. 122–138.
  4. 4. Emetere M.E. Modified satellite remote sensing technique for hydrocarbon deposit detection // J. of Petroleum Science and Engng. 2019. V. 181. Art. № 106228.
  5. 5. Li D., Qi L. Full wave seismic exploration technology // Petroleum Exploration and Development. 2022. V. 49. № 3. P. 586–595.
  6. 6. Li X., Zhang Z., Ren Q., Liu H., Xue F. Numerical simulation of seismic wave in elastic and viscoelastic TTI media // Earthquake Science. 2020. V. 33. № 3. P. 116–129.
  7. 7. Mao Q., Huang J., Mu X., Yang J., Zhang Y. Accurate simulations of pure-viscoacoustic wave propagation in tilted transversely isotropic media // Petroleum Science. 2024. V. 21. P. 866–884.
  8. 8. Benito J.J., Urena F., Gavete L., Salete E., Urena M. Implementations with generalized finite differences of the displacements and velocity-stress formulations of seismic wave propagation problem // Appl. Math. Modelling. 2017. V. 52. P. 1–14.
  9. 9. Kolman R., Okrouhlik M., Berezovski A., Gabriel D., Kopacka J., Plesek J. B-spline based finite element method in one-dimensional discontinuous elastic wave propagation // Appl. Math. Modelling. 2017. V. 46. P. 382–395.
  10. 10. Davoodi M., Pourdeilami A., Jahankhah H., Jafari M.K. Application of perfectly matched layer to soil-foundation interaction analysis // J. of Rock Mechanics and Geotechnical Engng. 2018. V. 10. № 4. P. 753–768.
  11. 11. He X., Li J., Huang X., Zhou Y. Solving elastic wave equations in 2D transversely isotropic media by a weighted Runge-Kutta discontinuous Galerkin method // Petroleum Science. 2023. V. 20. № 2. P. 827–839.
  12. 12. Duan W. Time domain numerical modelling of guided wave excitation in fluid-filled pipes // Finite Elements in Analysis and Design. 2022. V. 210. Art. № 103813.
  13. 13. Antonietti P.F., Mazzieri I., Migliorini F. A discontinuous Galerkin Time Integration Scheme for Second Order Differential Equations With Applications to Seismic Wave Propagation Problems // Comput. & Math. with Applications. 2023. 134. P. 87–100.
  14. 14. Chen K., Liu L., Xu L., Hu F., Yang Y., Zuo J., Zhang L., Zhao Y. Linearized waveform inversion for vertical transversely isotropic elastic media: Methodology and multi-parameter crosstalk analysis // Petroleum Science. 2024. V. 21. № 1. P. 252–271.
  15. 15. Li X., Koene E., Manen D., Robertsson J., Curtis A. Elastic immersive wavefield modelling // J. of Comput. Physics. 2022. V. 451. Art. № 110826.
  16. 16. Benito J.J., Urena F., Urena M., Salete E., Gavete L. A new meshless approach to deal with interfaces in seismic problems // Appl. Math. Modelling. 2018. V. 58. P. 447–458.
  17. 17. Tavelli M., Dumbser M., Charrier D.E., Rannabauer L., Weinzier T., Bader M. A simple diffuse interface approach on adaptive Cartesian grids for the linear elastic wave equations with complex topography // J. of Comput. Physics. 2019. V. 386. P. 158–189.
  18. 18. Tavelli M., Dumbser M. Arbitrary high order accurate space–time discontinuous Galerkin finite element schemes on staggered unstructured meshes for linear elasticity // J. of Comput. Physics. 2018. V. 366. P. 386–414.
  19. 19. Lisitsa V. Dispersion analysis of discontinuous Galerkin method on triangular mesh for elastic wave equation // Appl. Math. Modelling. 2016. V. 40. № 7–8. P. 5077–5095.
  20. 20. Kozhemyachenko A.A., Favorskaya A.V. Grid convergence analysis of grid-characteristic method on Chimera meshes in ultrasonic nondestructive testing of railroad rail // Comput. Math. and Math. Phys. 2023. V. 63. № 10. P. 1886–1903.
  21. 21. Khokhlov N.I., Favorskaya A., Furgailo V. Grid-Characteristic Method on overlapping curvilinear meshes formodeling elastic waves Scattering on Geological Fractures // Minerals. 2022. V. 12. № 12. Art. № 1597.
  22. 22. Gao L., Keyes D. Combining finite element and finite difference methods for isotropic elastic wave simulations in an energy-conserving manner // J. of Comput. Phys. V. 378. P. 665–685.
  23. 23. Lisitsa, V., Tcheverda V., Botter C. Combination of the discontinuous Galerkin method with finite differences for simulation of seismic wave propagation // J. of Comput. Phys. 2016. V. 311. № 15. P. 142–157.
  24. 24. Huang J., Hu T., Jianyong S., Li. Y., Yu Z., Liu L. A new hybrid method based on discontinious Galerkin method and staggered-grid method for scalar wavefield modeling with rough topography // Geophysical Prospecting. 2021. V. 70. № 3. P. 441–458.
  25. 25. Kozhemyachenko A., Favorskaya A., Pesnya E., Stetsyuk V. Modification of the Grid-Characteristic Method on Chimera Meshes for 3D Problems of Railway Non-destructive Testing // Lobachevskii Journal of Mathematics. 2023. V. 44. № 1. P. 376–386.
  26. 26. Favorskaya A.V., Petrov I.B. Combination of grid-characteristic method on regular computational meshes with discontinuous Galerkin method for simulation of elastic wave propagation. 2021. V. 42. № 7. P. 1652–1660.
  27. 27. Walshaw C., Cross M. Parallel optimisation algorithms for multilevel mesh partitioning // Parallel Computing. 2000. V. 26. № 12. P. 1635–1660.
  28. 28. Borrell R., Cajas J. C., Mira D., Taha A., Koric S., Vazquez M., Houzeaux G. Parallel mesh partitioning based on space filling curves // Computers & Fluids. 2018. V. 173. P. 264–272.
  29. 29. Horne W. J., Mahesh K. A massively-parallel, unstructured overset method for mesh connectivity // J. of Comput. Phys. 2019. V. 376. P. 585–596.
  30. 30. Khokhlov N., Favorskaya A., Stetsyuk V., Mitskovets I. Grid-characteristic method using Chimera meshes for simulation of elastic waves scattering on geological fractured zones // J. of Comput. Phys. 2021. V. 446. Art.№ 110637.
  31. 31. Favorskaya A.V., Khokhlov N.I., Petrov I.B. Grid-characteristic method on joint structured regular and curved grids for modeling coupled elastic and acoustic wave phenomena in objects of complex shape // Lobachevskii Journal of Mathematics. 2020. V. 41. № 4. P. 512–525.
  32. 32. Khokhlov N. I., Favorskaya A., Furgailo V. Grid-characteristic method on overlapping curvilinear meshes for modeling elastic waves scattering on geological fractures // Minerals. 2022. V. 12. № 12. Art. № 1597.
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека