Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > physics > arXiv:2504.12669

帮助 | 高级搜索

物理学 > 地球物理

arXiv:2504.12669 (physics)
[提交于 2025年4月17日 ]

标题: 一种用于计算吸收介质中衰减算子$t^*$的新颖快速扫描方法

标题: A novel fast sweeping method for computing the attenuation operator $t^*$ in absorbing media

Authors:Dongdong Wang, Jing Chen, Shijie Hao, Ping Tong
摘要: $t^*$表示总路径衰减,表征传播地震波的振幅衰减。 在地震衰减层析成像中通常需要计算衰减算子$t^*$。 传统的$t^*$计算方法需要显式确定射线路径。 然而,在处理大数据集时,射线追踪可能会非常耗时,并且常规的射线追踪技术甚至可能在轻度非均质介质中失效。 在这项研究中,我们提出了一种改进的快速扫描方法(MFSM),用于求解$t^*$的控制方程而不显式计算射线路径。 该方法包括两个主要步骤。 首先,通过使用快速扫描方法数值求解Eikonal方程来计算走时场。 其次,基于从走时梯度导出的上风方案对$t^*$梯度的离散化,利用MFSM求解$t^*$的控制方程。 通过与解析解的比较以及在简单和复杂模型下网格细化后的$t^*$误差检验,严格验证了MFSM的有效性。 评估了包括收敛性、迭代次数和计算时间在内的关键性能指标。 针对笛卡尔坐标系和球坐标系开发了两种版本的MFSM。 我们展示了所开发的MFSM在计算北岛$t^*$中的实际适用性,并讨论了该方法在估算地震反应谱方面的效率。
摘要: $t^*$ represents the total path attenuation and characterizes the amplitude decay of a propagating seismic wave. Calculating the attenuation operator $t^*$ is typically required in seismic attenuation tomography. Traditional methods for calculating $t^*$ require determining the ray path explicitly. However, ray tracing can be computationally intensive when processing large datasets, and conventional ray tracing techniques may fail even in mildly heterogeneous media. In this study, we propose a modified fast sweeping method (MFSM) to solve the governing equation for $t^*$ without explicitly calculating the ray path. The approach consists of two main steps. First, the traveltime field is calculated by numerically solving the eikonal equation using the fast sweeping method. Second, $t^*$ is computed by solving its governing equation with the MFSM, based on the discretization of the gradient of $t^*$ using an upwinding scheme derived from the traveltime gradient. The MFSM is rigorously validated through comparisons with analytical solutions and by examining $t^*$ errors under grid refinement in both simple and complex models. Key performance metrics, including convergence, number of iterations, and computation time, are evaluated. Two versions of the MFSM are developed for both Cartesian and spherical coordinate systems. We demonstrate the practical applicability of the developed MFSM in calculating $t^*$ in North Island, and discuss the method's efficiency in estimating earthquake response spectra.
主题: 地球物理 (physics.geo-ph) ; 计算物理 (physics.comp-ph)
引用方式: arXiv:2504.12669 [physics.geo-ph]
  (或者 arXiv:2504.12669v1 [physics.geo-ph] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2504.12669
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Dong Wang [查看电子邮件]
[v1] 星期四, 2025 年 4 月 17 日 05:54:55 UTC (6,236 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
physics.geo-ph
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-04
切换浏览方式为:
physics
physics.comp-ph

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号