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基于卷积完全匹配层的非规则网格时域有限元探地雷达数值模拟

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  • Release time:2019-11-22

  • Impact Factor:0.829

  • DOI number:10.6038/cjg20170134

  • Affiliation of Author(s):中南大学地球科学与信息物理学院

  • Teaching and Research Group:应用地球物理系

  • Journal:地球物理学报

  • Place of Publication:中国

  • Funded by:41574116，2015CX008，NCET-12-0551，2014JSJJ001，2015ZZTS249

  • Key Words:探地雷达；时域有限元；卷积完全匹配层；单轴各向异性完全匹配层；非规则四边形

  • Abstract:复频移完全匹配层(Complex Frequency Shifted PML,CFS-PML)在长时间时域计算中对凋落波、倏失波具有好的吸收效果，并被广泛应用于时域有限差分模拟中． 而本文采用卷积方法将CFS-PML应用于时域有限元求解GPR波动方程的数值模拟中．论文以TM波为例，推导了基于CPML(Convolutional PML)边界的时域有限元GPR波动方程求解公式，采用Newmark-ꞵ方法对时间导数进行离散，有效改善了时域有限元GPR数值计算程序的稳定性．并以狭长模型为例，开展了CPML边界中关键参数m、R和κ的选取实验，通过对比反射误差大小确定了综合最优参数组合． 相同时刻UPML与CPML波场快照、3个检测点的反射误差比较，说明CPML较UPML具有更好的吸收效果． 最后，采用非规则四边形网格对１个复杂GPR模型进行剖分，应用加载CPML边界条件的FETD程序对该模型进行了正演，得到了二维剖面法、宽角法正演GPR剖面图，说明非规则四边形对复杂模型的良好适应性，基于CPML边界条件的FETD可有效减少边界反射误差，能实现对任意复杂不规则模型的正演模拟．

  • Co-author:王珣

  • First Author:冯德山

  • Indexed by:Applied Research

  • Document Code:DOI：10.6038/cjg20170134

  • Discipline:地质资源与地质工程

  • Document Type:J

  • Volume:60

  • Issue:1

  • Page Number:413-423

  • ISSN No.:0001-5733

  • Translation or Not:no

  • Date of Publication:2017-01-05

  • Included Journals:SCI

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