交错网格伪谱法的辅助微分方程复频移完全匹配层

摘要

伪谱法波场模拟采用傅里叶变换求解波动方程中的空间偏导数,其空间算子精度可以达到Nyquist波数,是一种高精度的波场模拟方法.然而,伪谱法波场模拟仍然面临两个重要问题:1、常规伪谱法是基于同位网格实现的,其主要缺点是在求解波动方程的奇数阶空间偏导数时精度较低,会在模型的间断面处出现强能量的人为干扰,影响波场的模拟精度;2、由于伪谱法计算过程中所采用的傅里叶变换具有周期性,边界处的波场会穿越到模型的另一侧,对正常波场造成严重干扰.针对上述问题，本文基于交错网格实现的伪谱法进行波场模拟，以压制常规同位网格伪谱法在非均匀模型奇数阶偏导数求解过程中出现的扰动。在前人工作的基础上，将基于辅助微分方程实现的复频移完全匹配层引入到交错网格伪谱法波场模拟中，提高了边界的吸收效果。