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作者：焦建英西安理工大学

学位级别：硕士

本文将两重网格和区域分解算法相结合,首先构造了重叠区域分解的两重网格加性Schwarz算法和加性Schwarz算子的非重叠区域分解的两重网格算法,进行了理论分析,并用于椭圆问题的求解。然后构造了两重网格的局部并行算法,进行了理论分析,... 详细信息

本文将两重网格和区域分解算法相结合,首先构造了重叠区域分解的两重网格加性Schwarz算法和加性Schwarz算子的非重叠区域分解的两重网格算法,进行了理论分析,并用于椭圆问题的求解。然后构造了两重网格的局部并行算法,进行了理论分析,并应用于非线性问题的求解。理论分析和数值计算表明了两重网格算法和区域分解算法相结合在求解方程数值解方面的巨大优点,两重网格算法是一个快速收敛的迭代算法,它解决了由低频分量引起整个迭代缓慢收敛的现象,而重叠区域分解的两重网格加性Schwarz算法和加性Schwarz算子的非重叠区域分解的两重网格算法更具提高计算效率的功效。文中第一章概述了区域分解的背景和发展;第二章对区域分解作了简单的介绍,随后介绍了一些经典的重叠区域分解算法和非重叠区域算法;第三章构造了重叠区域分解的两重网格加性Schwarz算法,进行了误差证明并给出了数值算例;第四章构造了加性Schwarz算子的非重叠区域分解的两重网格算法,给出了误差分析和数值算例;第五章是将两重网格的局部并行算法应用于非线性问题的求解,构造了算法,进行了误差估计和数值计算;第六章是本论文的结论部分,给出了论文的主要成果和需要进一步完成的主要工作。

关键词：两重网格重叠区域分解算法非重叠区域分解算法并行算法

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Modeling seismic wave propagation in heterogeneous medium using overlap domain pseudospectral method

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地震学报 2008年第1期30卷 47-58页

作者：严九鹏王彦宾 Laboratory of Computational Geodynamics Department of Geophysics School of Earth and Space Sciences Pe-king University

Pseudospectral method is an efficient and high accuracy numerical method for simulating seismic wave propaga- tion in heterogeneous earth medium. Since its derivative operator is global, this method is commonly considered not suitable for parallel computation. In this paper, we introduce the parallel overlap domain decomposition scheme and give a parallel pseudospectral method implemented on distributed memory PC cluster system for modeling seismic wave propagation in heterogeneous medium. In this parallel method, the medium is decomposed into several subdomains and the wave equations are solved in each subdomain simultaneously. The solutions in each subdomain are connected through the transferring at the overlapped region. Using 2D models, we compared the parallel and traditional pseudospectral method, analyzed the accuracy of the parallel method. The results show that the parallel method can efficiently reduce computation time for the same accuracy as the traditional method. This method could be applied to large scale modeling of seismic wave propagation in 3D heterogeneous medium.

关键词：重叠区域分解算法傅里叶伪谱法并行计算地震波场

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