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PML solution of longitudinal wave propagation in heterogeneous media

Earthquake Engineering and Engineering Vibration 2016年第2期15卷 357-368页

作者： Farzanian M. Arbabi Freydoon Pak Ronald International Institute of Earthquake Engineering and Seismology 26 Arghavan St. North Dibajee Farmanieh Tehran Iran Department of Civi Environmental & Architectural Engineering University of Colorado Boulder CO 80309-0428 United States

This paper describes the development of a model for unbounded heterogeneous domains with radiation damping produced by an unphysical wave absorbing layer. The Perfectly Matched Layer（PML） approach is used along with a displacement-based finite element. The heterogeneous model is validated using the closed-form solution of a benchmark problem： a free rod with two-part modulus subjected to a specified time history. Both elastically supported and unsupported semi-infinite rods with different degrees of inhomogeneity and loading are considered. Numerical results illustrate the effects of inhomogeneity on the response and are compared with those for equivalent homogeneous domains. The effects of characteristic features of the inhomogeneous problem, presence of local maxima and cut-off frequency are determined. A degenerate case of a homogeneous semi-infinite rod on elastic foundations is produced by tending the magnitude of the foundation stiffness to zero. The response of the latter is compared with that of a free rod. The importance of proper selection of the PML parameters to highly accurate and efficient results is demonstrated by example problems.

关键词： heterogeneous latter benchmark illustrate validated modulus coordinates inhomogeneous maxima infinite

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