Технология суперкомпьютерного 3D моделирования сейсмических волновых полей в сложно построенных средах
Автор: Глинский Борис Михайлович, Мартынов Валерий Николаевич, Сапетина Анна Федоровна
Рубрика: Вычислительная математика
Статья в выпуске: 4 т.4, 2015 года.
Бесплатный доступ
В работе рассматриваются вычислительные технологии решения задач, связанных с моделированием распространения сейсмических волн в неоднородных средах, характерных для вулканических структур, с использованием суперкомпьютерного моделирования в целях создания систем вибросейсмического мониторинга сейсмоопасных объектов. Построена физико-математическая модель магматического вулкана и программная реализация на основе известного численного метода, эффективно использующая архитектуру современного суперкомпьютера, оснащенного GPU. Созданы параллельные 2D и 3D алгоритмы и программы для моделирования распространения упругих волн в сложно построенной среде (2D модель есть сечение исходной 3D модели различными плоскостями и под разными углами) на основе явной конечно-разностной схемы на сдвинутых сетках и метода поглощающих границ CFS-PML. Исследована масштабируемость алгоритмов. Применение разработанной технологии позволяет гораздо эффективней проводить изучение структуры волнового поля, обусловленного геометрией внутренних границ, уточнение его кинематических и динамических характеристик.
Мониторинг, 3d моделирование, упругие волны, разностные схемы, гибридный кластер
Короткий адрес: https://sciup.org/147160575
IDR: 147160575 | DOI: 10.14529/cmse150406
Список литературы Технология суперкомпьютерного 3D моделирования сейсмических волновых полей в сложно построенных средах
- Лаверов, Н.П. Новейший и современный вулканизм на территории России./Н.П. Лаверов -М.: Наука, 2005. -604 с.
- Мясников, A.В. Мониторинг состояния магматических структур вулкана Эльбрус по наблюдениям литосферных деформаций баксанским лазерным интерферометром : дис./А.В. Мясников -Москва, 2012.
- Гурбанов, А.Г. Активный вулкан Эльбрус и этапы его геологической истории/А.Г. Гурбанов, В.М. Газеев, О.А. Богатиков //Современные методы геолого-геофизического мониторинга природных процессов на территории Кабардино-Балкарии. -2005. -С. 94-119.
- Авдулов, М.В. О геологической природе гравитационной аномалии Эльбруса/М.В. Авдулов, Н.В Короновский//Изв. АН СССР. Сер.геолог. -1962. -№ 9. -С. 67-74.
- Авдулов, М.В. О геологической природе Эльбрусского гравитационного минимума/М.В. Авдулов//Вестник МГУ. Сер. 4. Геология. -1993. -№ 3. -С. 32-39.
- Собисевич, А.Л. Избранные задачи математической геофизики, вулканологии и геоэкологии./А.Л. Собисевич -М.: ИФЗ РАН, 2012. -T. 1. -512 с.
- Bihn, M. Stable Discretization Scheme for the Simulation of Elastic Waves/M. Bihn, T.A. Weiland//Proceedings of the 15th IMACS World Congress on Scientific Computation, Modelling and Applied Mathematics (IMACS 1997). -1997. -Vol. 2. -P. 75-80.
- Глинский, Б.М. Численное моделирование и экспериментальные исследования грязевого вулкана «Гора Карабетова» вибросейсмическими методами/Б.М. Глинский, Д.А. Караваев, В.В. Ковалевский, В.Н. Мартынов//Вычислительные методы и программирование. -2010. -Т. 11. -С. 95-104.
- Караваев, Д.А. Параллельная реализация метода численного моделирования волновых полей в трехмерных моделях неоднородных сред/Д.А. Караваев//Вестник Нижегородского университета им. Н. И. Лобачевского. -2009. -№ 6(1). -С. 203-209.
- Drossaert, F. Complex frequency shifted convolution PML for FDTD modeling of elastic waves/F. Drossaert, A. Giannopoulos//Wave Motion. -2007. -Vol. 44. -P. 593-604. DOI: DOI: 10.1016/j.wavemoti.2007.03.003
- Komatitsch, D. An unsplit convolutional perfectly matched layer improved at grazing incidence for the seismic wave equation/D. Komatitsch, R. Martin//GEOPHYSICS. -2008. -Vol. 73, No. 4. -P. T51-T61. DOI: DOI: 10.1190/1.2939484
- Hastings, F.D. Application of the perfectly matched layer (PML) absorbing boundary condition to elastic wave propagation/F.D. Hastings, J.B. Schneider, S.L. Broschat//J. Acoust. Soc. Am. -1996. -Vol. 100(5). -P. 3061-3069. DOI: DOI: 10.1121/1.417118
- Сапетина, А.Ф. Численное моделирование распространения сейсмических волн в сложно построенных средах на гибридном кластере/А.Ф. Сапетина//Проблемы прочности и пластичности. -2014. -T. 76, № 4. -С. 288-296.
