[发明专利]一种用于变密度声波方程的混合吸收边界条件的实现方法

摘要

本发明涉及一种用于变密度声波方程的混合吸收边界条件的实现方法，其包括：将整个模拟区域分为内部区域和边界区域，分别利用变密度的声波方程和变密度的AWWE计算各吸收边界层上的声波波场值，将两次的计算结果作线性加权得到各吸收边界层上的声波波场值。以单一变密度的AWWE吸收边界层的实现为基础；在2D和3D空间坐标系下，分别利用变密度的AWWE处理棱、修改后的15°单程波方程处理角的组合方式与利用变密度的AWWE处理面、修改后的15°单程波方程处理棱、5°单程波方程处理角的组合方式，计算吸收边界层的声波波场值，实现变密度的AWWE混合吸收边界条件。本发明可以广泛应用于常密度和变密度声波方程的数值模拟中。

主权项

一种用于变密度声波方程的混合吸收边界条件的实现方法，其包括以下步骤：1）在模拟变密度的声波波场时，将整个2D计算空间划分为2D内部区域和包含单一吸收边界层I1J1K1L1的2D吸收边界区域；利用2D空间坐标系下的变密度的声波方程计算2D内部区域的外边界ABCD上的声波波场值，根据计算得到的外边界ABCD上的声波波场值，利用2D空间坐标系下的变密度的AWWE处理棱与2D空间坐标系下修改后的的15°单程波方程处理角的组合方式，计算吸收边界区域的单一吸收边界层I1J1K1L1上的声波波场值；2）在2D吸收边界区域中的单一吸收边界层I1J1K1L1的外侧设置n‑1层AWWE吸收边界层，利用2D空间坐标系下的变密度的声波方程和变密度的AWWE，通过多层线性加权的方式计算得到网格层ω2＝1,2,...,n上的声波波场值；3）将2D计算空间扩展到3D计算空间，在3D内部计算区域的上、下、左、右、前、后六个方向上同时设置单一吸收边界，根据3D内部区域的外边界ABCD上的声波波场值，利用3D空间坐标系下的变密度的AWWE处理面、2D空间坐标系下修改后的15°单程波方程处理棱和2D空间坐标系下的5°单程波方程处理角的组合方式，计算3D内部区域六个方向的单一吸收边界层上的声波波场值；4）在3D内部区域的上、下、左、右、前、后六个方向上同时设置的单一吸收边界层的外侧均设置多层吸收边界层，利用3D空间坐标系下的变密度的声波方程和变密度的AWWE，通过多层线性加权的方式计算得到网格层ω3＝1,2,...,n上的声波波场值，实现3D变密度的AWWE混合吸收边界。