基于一般网格的弹性声波传播 - 混合高阶方法
数值分析
2025-10-06 v2 计算工程、金融与科学
数值分析
摘要
混合高阶 (HHO) 方法是一类具有局部守恒、几何灵活性和高阶精度等多项有趣特性的数值方法。本文研究了HHO方案用于时域下耦合弹性声波的空间半离散化，采用一阶形式进行建模。时域离散化采用显式和单对角隐式Runge-Kutta (ERK 与 SDIRK) 方案。我们指出，显式（或隐式）时间方案的高效实现需要对面（或单元）未知量进行静态浓缩。关键在于，这两种静态浓缩过程仅涉及块对角矩阵。随后，我们给出ERK方案CFL稳定性限制的数值估计，并对显式与隐式方案的效率进行比较研究。我们的发现表明，隐式时间方案在许多情况下仍具竞争力。最后，在2D现实地质配置中进行仿真，展示了HHO方法的几何灵活性：既能轻松处理混合（三角形和四边形）网格，也能处理非规范（带悬挂节点）网格， delivering 与基于张量化单元的参考谱元软件相当的精度结果。
引用
@article{arxiv.2505.15771,
title = {Elasto-acoustic wave propagation in geophysical media using hybrid high-order methods on general meshes},
author = {Romain Mottier and Alexandre Ern and Laurent Guillot},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.15771},
year = {2025}
}