基于双配对SBP方法的三维弹性体中预存断层非线性动态剪切破裂的精确模拟
数值分析
2022-07-19 v1 数值分析
计算物理
地球物理
摘要
本文推导并分析了利用双配对(DP)求和按部分(SBP)有限差分(FD)方法对嵌入三维弹性体中的非平面断层上的非线性动态剪切破裂进行精确数值模拟的高效稳定数值方法。具体而言，对于非线性动态地震破裂，我们证明了DP SBP FD算子[K. Mattsson. J. Comput. Phys., 335:283-310, 2017]会产生不随网格加密而衰减的伪灾难性高频波模式。同时，我们新的保色散关系(DRP) SBP FD算子[C. Williams and K Duru, arXiv:2110.04957, 2021]具有更精确的数值色散关系特性，且不支持有害的伪高频波模式。我们在具有几何复杂断层面的三维空间中进行了数值模拟，验证了该方法的有效性。我们的方法以比基于传统SBP FD算子的标准方法更少的计算代价，精确复现了南加州地震中心提出的社区开发的动态破裂基准问题。
引用
@article{arxiv.2207.07891,
title = {Accurate simulations of nonlinear dynamic shear ruptures on pre-existing faults in 3D elastic solids with dual-pairing SBP methods},
author = {Kenneth Duru and Christopher Williams and Frederick Fung},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.07891},
year = {2022}
}
备注
35 pages