회전된 엇갈린 격자를 이용한 탄성파 모델링에의 CPML 경계조건 적용 (Application of Convolutional Perfectly Matched Layer Method to Numerical Elastic Modeling Using Rotated Staggered Grid)

서지정보

· 발행기관 : 한국지구물리.물리탐사학회
· 수록지 정보 : 지구물리와 물리탐사 / 12권 / 2호 / 183 ~ 191페이지
· 저자명 : 조창수, 이희일

초록

탄성파 수치 모형 계산에 있어서 널리 사용되는 엇갈린 격자 방법이 아니라 회전된 엇갈린 격자 방법을 사용하
여 탄성파 수치 모사를 수행하였다. 표준 엇갈린 격자 방법에서는 특별한 자유 경계조건을 적용하여야 하는 단점이 있지
만 회전된 격자 방법에서는 물성으로 진공 또는 공기층을 부여함으로써 자유 경계조건을 실현가능하다는 것을 확인할 수
있었다. 파동전파에 있어서 유한 경계 조건에서 발생하는 인공 반사파를 제거하기 위해 PML (Perfectly Matched Layer)
의 파동식 분해라는 단점을 극복할 수 있고 좋은 성능을 보이는 CPML (Convolutional Perfectly Matched Layer)법을 회
전된 엇갈린 격자법(RSG: Rotatged Staggered Grid)에 적용하였다. 회전된 격자 유한 차분법에서 CPML의 고주파수 흡
수 특성과 에너지 흡수율 조사, Cerjan법의 감쇠를 비교한 결과 흡수경계조건으로 좋은 성능을 확인하였다. 유체와 고체
의 모형에 대한 경계에 대하여서도 매우 효과적으로 경계면에서 발생하는 반사파를 제거할 수 있음을 알 수 있었다.

영어초록

Finite difference method using not general SSG (standard staggered grid) but RSG (rotated staggered grid)
was applied to simulation of elastic wave propagation. Special free surface boundary condition such as imaging method
is needed in finite difference method using SSG in elastic wave propagation. But free surface boundary condition in finite
difference method using RSG is easily solved with adding air layer or vacuum layer. Recently PML (Perfectly Matched
layer) is widely used to eliminate artificial reflection waves from finite boundary because of its' greate efficiency.
Absorbing ability of CPML (convolutional Perfectly Matched Layer) that is more efficient than that of PML and CPML
that don't use splitting of wave equation that should be adapted to PML was applied to FDM using RSG in this study.
Frequency absorbing characteristic and energy absorbing ability in CPML layer were investigated and CPML eliminated
artificial boundary waves very effectively in FDM using RSG in being compared with that of Cerjan's absorbing method.
CPML method also diminished amplitude of waves in boundary layer of solid-liquid model very well.

참고자료

· 없음