CFS-PML在探地雷达FDTD法模拟中应用

作者：石明; 冯德山; 吴奇

来源：大连理工大学学报, 2015, 55(06): 559-567.

• 复频移卷积完全匹配层
• 单轴各向异性完全匹配层
• 时域有限差分法
• 探地雷达
• 正演模拟

探地雷达(GPR)数值模拟中,为了使截断边界处不产生人为的反射波,需要加载边界条件.目前常用的完全匹配层(PML)边界对隐失波、低频波、掠角波等不能很好地吸收.为此,在时域有限差分(FDTD)法中引入复频移卷积完全匹配层(CFS-PML).从二维TM波的Maxwell方程组出发,阐述了CFS-PML边界条件的原理,推导了CFS-PML边界加载的离散差分公式,给出了CFS-PML边界条件的参数选取原则.应用均匀介质中GPR波场快照,对比了截断处没有加载边界条件、加载3种不同边界条件的边界处反射波的强弱,实例说明单轴各向异性完全匹配层(UPML)、CFS-PML边界条件具有较好的吸收效果.为了进一步对比UPML与CFS-PML的吸收效果,设置了双层介质狭长模型,通过波场快照与全局反射误差证明了CFS-PML对隐失波、低频波、掠角波的吸收较UPML效果更佳.

• 单位
  中南大学; 物理学院; 有色资源与地质灾害探查湖南省重点实验室; 贵州省有色金属和核工业地质勘查局