Page 19 - 201806
P. 19

第 37 卷 第 6 期                                                                        Vol. 37, No.6
             2018 年 11 月                         Journal of Applied Acoustics                 November, 2018


             ⋄ 研究报告 ⋄

               孔隙介质与液体界面上波动方程数值模拟的改进


                            方案——MPML边界条件的应用                                                 ∗




                                                王 颖     1,2  陈 浩     1,2,3†


                                    (1 中国科学院声学研究所       声场声信息国家重点实验室        北京   100190)
                                       (2 北京市海洋深部钻探测量工程技术研究中心            北京   100190)
                                                (3 中国科学院大学      北京  100049)
                摘要 由于波场数值模拟的计算区域是有限的，为了压制截断边界造成的人工边界反射，通常采用完全匹配
                层作为吸收边界条件。但是在含液 -固界面的弹性介质中进行正演模拟时，完全匹配层边界条件容易造成稳定
                性方面的问题。因此，该文将多轴完全匹配层应用于该类介质的正演模拟，以改善完全匹配层边界条件引起的
                不稳定问题。通过在具有弹性海底的海洋环境模型以及充填液体的井孔模型中进行弹性波方程的正演模拟，
                分别采用传统的完全匹配层和多轴完全匹配层作为吸收边界条件，对比验证了多轴完全匹配层在含液 -固界
                面弹性介质中数值模拟的有效性和稳定性。
                关键词     液 -固界面，有限差分，完全匹配层，多轴完全匹配层，稳定性
                中图法分类号: O429           文献标识码: A          文章编号: 1000-310X(2018)06-0849-06
                DOI: 10.11684/j.issn.1000-310X.2018.06.003


                  An improvement scheme for the wave equation simulation at the porous

                medium-liquid interface—Application of the boundary condition of MPML


                                             WANG Ying   1,2  CHEN Hao   1,2,3

                  (1 State Key Laboratory of Acoustics, Institute of Acoustics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)
                  (2 Beijing Engineering Research Center for Offshore Drilling Exploration and Measurement, Beijing 100190, China)
                                   (3 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)

                 Abstract  Due to the limited computation domain in wavefield simulation, the perfectly matched layer (PML)
                 is usually used as absorbing boundary condition to suppress the artificial reflection caused by the truncated
                 boundary. However, when simulating in elastic medium with liquid-solid interface, the stability problem for
                 PML arises easily. So multi-axial perfectly matched layer (MPML) is applied in the paper for the simulation of
                 the above medium, to modify the instability problem brought by PML. The elastic wave equation is simulated
                 in ocean environment model with elastic seabed and borehole model with liquid filling, where traditional PML
                 and MPML are used respectively, to compare and demonstrate the effectiveness and stability of MPML in
                 simulation of medium with liquid-solid interface.
                 Key words   Liquid-solid interface, Finite difference, Perfectly matched layer, Multi-axial perfectly matched
                 layer, Stability

             2017-12-25 收稿; 2018-05-15 定稿
             中国博士后科学基金资助项目 (2017M611017)
             ∗
             作者简介: 王颖 (1987- ), 女, 山东泰安人, 博士后, 研究方向: 井孔声场数值模拟与处理。
              通讯作者 E-mail: chh@mail.ioa.ac.cn
             †
   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24