一种用于全波模拟的轴对称时域谱元法：在海洋声学中的应用
计算物理
2016-12-21 v3
摘要
复杂三维介质中声波的数值模拟是许多科学分支（从勘探地球物理到无损检测与医学成像）的关键课题。随着计算能力的急剧提升，该领域在过去二十年取得了巨大发展。然而许多三维计算，特别是在高频和/或远距离情况下，仍远超当前算力所及，迫使研究者求助于近似方法，例如采用二维（平面应变）或旁轴近似。本文提出并验证了一种基于非均匀流体-固体介质时域谱元法轴对称公式的数值技术。利用轴对称性使得能以非常适中的计算成本研究相关的三维构型。首先介绍了轴对称谱元公式，随后进行了验证测试。接着给出了海洋声学中一个典型应用，展示了倾斜粘弹性海底上的上坡传播。该方法正确模拟了背散射波，并解释了 Jensen 等人 (2007) 指出的传输损失差异。最后，考虑了一个针对双海山问题的实际应用。
引用
@article{arxiv.1604.04237,
title = {An axisymmetric time-domain spectral-element method for full-wave simulations: Application to ocean acoustics},
author = {Alexis Bottero and Paul Cristini and Dimitri Komatitsch and Mark Asch},
journal= {arXiv preprint arXiv:1604.04237},
year = {2016}
}
备注
Added a reference, and fixed a typo (cylindrical versus spherical)