求解地震波方程的一类二阶优化辛格式

详细信息   

• 责任者：刘少林^c中国科学院地质与地球物理研究所地球深部重点实验室 ; 李小凡 ; 汪文帅 ; 刘有山 ; 张美根 ; 张欢
• 刊名：中国科学：地球科学
• 出版年：2014
• 卷期：44^b2
• 页码：283～291
• 索书号：P106/141-1
• 图表：^c表2参38插图
• 文摘期号：2014/07

摘要

通过将地震波位移运动方程变换至Hamilton体系，引入广义动量和广义坐标，并定义系统动能和势能的Lie算子，构造了一类新的适用于高效长时间地震波模拟的二阶辛格式，同时将该格式用Baker‐Campbell‐Hausdorff(BCH)公式展开，基于截断误差原理极小得到了三组优化系数。在与常见辛格式对比中，从理论上和数值实验中分析了该文构造的这类优化二阶格式高精度高效率性；在与经典Newmark格式对比中，从长时间计算角度论证了该文格式具有长时间地震波计算能力；在非均匀介质地震波模拟中，该文格式与三阶辛格式得到了一致的地面合成地震记录和单道地震记录。