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基于复频移完全匹配层的辛龙格库塔算法探地雷达正演
文献摘要：
为了消除探地雷达(ground penetrating radar,GPR)正演模拟的截断边界处的非物理反射,需要对模拟区域边界进行特殊处理.目前应用效果较好的边界处理方法为加载完全匹配层吸收边界条件.而复频移完全匹配层(complex frequency shift perfectly matched layer,CFS-PML)可以加强对低频区凋落波、倏失波的吸收效果,还可以压制信号的虚假反射,被引入到GPR正演边界条件处理中.将CFS-PML应用于辛龙格库塔求解二维GPR波动方程的数值模拟中,利用辛算法可以实现对时间坐标和空间坐标的保辛计算,从而实现GPR高精度正演模拟.首先,以横磁(transverse magnetic,TM)波为例,推导了基于CFS-PML的辛龙格库塔GPR波动方程求解公式.其次,利用狭长模型开展了CFS-PML吸收边界条件中的关键参数的选取试验,通过对比反射误差的大小确定了最优参数.此外,通过CFS-PML吸收边界条件与透射边界条件的对比实验,说明大角度掠射下CFS-PML边界条件较透射边界具有更好的吸收效果.最后,为了进一步验证该算法的效果,应用加载CFS-PML边界的辛龙格库塔算法对一个具有起伏地形的地电模型进行了正演.通过剖面法和宽角法得到的正演剖面图,证明该算法具有较好的GPR正演精度.
文献关键词：
探地雷达;辛龙格库塔;复频移完全匹配层;透射边界条件
中图分类号：
作者姓名：
冯德山;谭阳;杨军;张陆军;袁忠明;柳杰;王珣
作者机构：
中南大学地球科学与信息物理学院,长沙410083;有色资源与地质灾害探查湖南省重点实验室,长沙410083;广州市市政工程设计研究总院有限公司,广州510060
文献出处：
引用格式：
[1]冯德山;谭阳;杨军;张陆军;袁忠明;柳杰;王珣-.基于复频移完全匹配层的辛龙格库塔算法探地雷达正演)[J].科学技术与工程,2022(09):3473-3484
A类：
复频移完全匹配层,辛龙格库塔,透射边界条件
B类：
龙格库塔算法,探地雷达,ground,penetrating,radar,GPR,正演模拟,区域边界,吸收边界条件,而复,complex,frequency,shift,perfectly,matched,layer,CFS,PML,凋落,吸收效果,压制,波动方程,时间坐标,空间坐标,保辛,transverse,magnetic,TM,求解公式,狭长,最优参数,明大,大角度,射下,起伏地形,地电模型,剖面法,角法,剖面图
AB值：
0.243668
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