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基于单轴各向异性完全匹配层边界条件的ADI-FDTD三维GPR全波场正演

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  • Release time:2020-08-09

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

  • Teaching and Research Group:中南大学应用地球物理系

  • Journal:中南大学学报(自然科学版)

  • Place of Publication:中国

  • Key Words:探地雷达;交替方向隐式有限差分法;单轴各向异性完全匹配层;正演

  • Abstract:基于交替方向隐式差分(ADI-FDTD)法突破了CFL稳定性条件的约束,具有无条件稳定性的特点,而单轴各向异性完全匹配层(UPML)边界条件具有宽频带吸收特性,不需要对电场和磁场进行分裂,迭代公式简单,便于编程的特点,提出基于UPML边界条件的ADI-FDTD三维探地雷达数值模拟算法;通过对三维Maxwell方程进行离散化,推导GPR波的ADI-FDTD及其UPML边界条件2个子时间步的迭代差分公式,以及计算步骤.开发ADI-FDTD三维模拟程序,并对三维复杂GPR模型进行正演模拟,分析该模型的剖面图,切片图及不同时刻6个分量的全波场快照.研究结果表明:由全波场快照可以了解雷达波形在空间中的传播过程及变化规律,有助于对雷达资料进行更可靠,更准确的解释;基于UPML边界条件的ADI-FDTD算法消除了截断边界处的强反射,能对三维复杂的GPR模型进行快速,高效模拟.

  • Co-author:谢源

  • First Author:冯德山

  • Indexed by:Applied Research

  • Document Code:1672-7207(2011)08-2363-09

  • Discipline:地质资源与地质工程

  • Document Type:J

  • Volume:42

  • Issue:8

  • Page Number:2363-2372

  • ISSN No.:1672-7207

  • Translation or Not:no

  • CN No.:43-1426/N

  • Date of Publication:2011-08-26

  • Included Journals:EI


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