[发明专利]土石坝地震波场数值模拟的组合边界处理方法及电子设备

权利要求书

1.一种土石坝地震波场数值模拟的组合边界处理方法，其特征在于，包括：

步骤1：建立土石坝模型并进行离散化处理，获得土石坝离散网格；

步骤2：针对所述土石坝离散网格，通过高阶交错半网格算法进行差分离散，获得土石坝半网格差分模型；

步骤3：在所述土石坝半网格差分模型中设置各网格点的弹性参数类型，所述弹性参数包括正应力、剪切应力、水平速度分量、垂直速度分量、水平密度分量、垂直密度分量、拉梅常数；

步骤4：对各网格点的密度分量与拉梅常数μ_xz进行平均计算，进而计算剪切应力，确定自由边界条件；

步骤5：计算基岩前后及底部吸收边界区域的衰减因子，确定不同区域吸收边界的吸收衰减因子。

2.根据权利要求1所述的土石坝地震波场数值模拟的组合边界处理方法，其中，所述正应力设置在所述土石坝半网格差分模型的整数网格点，所述剪切应力、所述水平速度分量、所述垂直速度分量、所述水平密度分量、所述垂直密度分量、所述拉梅常数μ_xz设置在所述土石坝半网格差分模型的半网格点。

3.根据权利要求1所述的土石坝地震波场数值模拟的组合边界处理方法，其中，所述步骤2还包括：

将坝顶、坝坡、坝角的自由边界设置在所述土石坝半网格差分模型的半网格区域，将所述土石坝模型之外的网格点的弹性参数全部赋值为0。

4.根据权利要求1所述的土石坝地震波场数值模拟的组合边界处理方法，其中，所述步骤3包括：

针对所述水平密度分量、所述垂直密度分量与所述拉梅常数μ_xz分别进行平均计算，使自由边界处的水平密度分量、垂直密度分量为坝体或基岩的密度值的二分之一，自由边界处的拉梅常数μ_xz的值全部为0；

根据平均计算后的拉梅常数μ_xz计算所述剪切应力，使自由边界处的剪切应力的值全部为0。

5.根据权利要求4所述的土石坝地震波场数值模拟的组合边界处理方法，其中，针对所述水平密度分量、所述垂直密度分量进行平均计算包括：

其中，ρ_x为水平密度分量，ρ_z为垂直密度分量，ρ_i，j表示离散网格中水平方向i、垂直方向j处节点的密度值。

6.根据权利要求4所述的土石坝地震波场数值模拟的组合边界处理方法，其中，通过公式(3)针对所述拉梅常数μ_xz进行平均计算：

7.根据权利要求6所述的土石坝地震波场数值模拟的组合边界处理方法，其中，通过公式(4)计算所述剪切应力：

其中，τ_xz为剪切应力，表示时间为n+1、网格节点位置为i+1/2、j+1/2，△t为数值计算的时间间隔，D_zv_x表示对水平速度分量v_x求z方向的偏导。

8.根据权利要求1所述的土石坝地震波场数值模拟的组合边界处理方法，其中，所述基岩前后吸收边界的吸收衰减因子包括沿x方向的吸收衰减因子d_xx与沿z方向的吸收衰减因子d_xz。

9.根据权利要求8所述的土石坝地震波场数值模拟的组合边界处理方法，其中，通过公式(5)计算基岩前后吸收边界沿z方向的吸收衰减因子d_xz：

d_xz＝pd_xx (5)

其中，p为0到1之间的常系数。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

存储器，存储有可执行指令；

处理器，所述处理器运行所述存储器中的所述可执行指令，以实现权利要求1-9中任一项所述的土石坝地震波场数值模拟的组合边界处理方法。