安卓第一行代码第3版pdf_SPECFEM2D用户手册——第3章网格生成—

参考资料

manual_SPECFEM2D.pdf

数值实现

Julia 1.4.2/MATLAB 2019a

备用系统

Ubuntu 64

地球物理局 地震波动力学实验室 谱元组 译# 声明
# 欢迎批评指正，禁止转载！

关键词

#谱元法#

第3章网格生成

3.1 如何使用SPECFEM2D

图3.1 SPECFEM2D仿真的示意性工作流程。可执行的xmeshfem2D创建GLL网格点并分配特定的模型参数。可执行文件xspecfem2D求解地震波传播问题。

要运行网格生成器，请按照以下步骤操作：

编辑输入文件DATA/Par_file描述了仿真。代码根目录中提供的默认DATA/Par_file包含详细的注释，并且应该几乎是不言自明的（请注意，EXAMPLES目录中提供的某些较旧的DATA/Par_file文件可以正常工作，但其中的某些注释可能已过时或错误；因此，请参考DATA/Par_file以获得可靠说明）。如果需要更多详细信息，本手册中没有2D版本所有参数的详细说明，但是由于许多参数和一般原理相似，因此您可以在3D版本的手册中找到有用的信息。可在https://github.com/geodynamics/specfem3d/tree/master/doc/USER_MANUAL 中获得它们。要创建声（流体）区域，只需将

波速度设置为零，代码将看到这些单元是流体，并自动在此处切换到正确的方程，并自动将它们与固体区域匹配。
如果您使用外部网格生成器（例如GiD或CUBIT/Trelis），则应将read_external_mesh设置为.true.：

./DATA/Par_file

https://github.com/TheManLivingInRocks/specfem2d/blob/master/DATA/Par_file......
# use an external mesh created by an external meshing tool or use the internal mesher
read_external_mesh              = .false.#-----------------------------------------------------------------------------
#
# PARAMETERS FOR EXTERNAL MESHING
#
#-----------------------------------------------------------------------------# data concerning mesh, when generated using third-party app (more info in README)
# (see also absorbing_conditions above)
mesh_file                       = ./DATA/mesh_file          # file containing the mesh
nodes_coords_file               = ./DATA/nodes_coords_file  # file containing the nodes coordinates
materials_file                  = ./DATA/materials_file     # file containing the material number for each element
free_surface_file               = ./DATA/free_surface_file  # file containing the free surface
axial_elements_file             = ./DATA/axial_elements_file   # file containing the axial elements if AXISYM is true
absorbing_surface_file          = ./DATA/absorbing_surface_file   # file containing the absorbing surface
acoustic_forcing_surface_file   = ./DATA/MSH/Surf_acforcing_Bottom_enforcing_mesh   # file containing the acoustic forcing surface
absorbing_cpml_file             = ./DATA/absorbing_cpml_file   # file containing the CPML element numbers
tangential_detection_curve_file = ./DATA/courbe_eros_nodes  # file containing the curve delimiting the velocity model
......

mesh_file：是描述网格的文件：第一行是单元的数量，然后是每行上形成每个单元的4个节点（仅四边形）的列表。

nodes_coords_file：是包含每个节点的坐标（

和

）的文件

：第一行的节点数，然后是每行的坐标

和

。

materials_file：是每个单元的材料编号：每行上从1到nbmodels的整数。

free_surface_file：是描述形成声学自由表面的边缘的文件：第一行上是边缘数量，然后在每一行上：单元数量、形成自由表面的节点数量（

表示一个点，

表示一个边）、形成该单元自由表面的节点。如果您不希望有任何自由表面，只需在第一行上输入

；然后，您将获得一个刚性表面。

axial_elements_file：是描述轴对称仿真情况下轴向单元的文件。请参阅第4.2节。

absorbing_surface_file：是描述形成吸收边界的边的文件：第一行，是边数；然后每行：单元数、形成吸收边的节点数（必须始终等于

）、对于该单元形成吸收边的两个节点；然后是吸收边的类型：

表示

底边；

表示

右边；

表示

顶边；

表示左边。每个单元只能列出两个节点，即，每行的第二个参数必须始终等于

。如果您的一个单元沿给定的吸收轮廓具有一个以上的边（例如，如果该轮廓具有角），则列出两次，将第一条边放在第一行，第二条边放在第二行。请勿将具有相同吸收边的相同单元列出两次或两次以上，否则吸收将不正确，因为会不恰当地减去边界积分数次。如果您的一个单元沿吸收轮廓具有单个点而不是一个完整边缘，则不要列出该单元（由于轮廓由单个点组成，因此它在轮廓积分中不会有权重）。如果使用

节点单元，则仅列出边缘的第一个和最后一个点，而不列出边缘中间附近的中间点。正确的

节点曲率将通过代码自动恢复。

tangential_detection_curve_file：包含描述包络的点，这些点用于source_normal_to_surface和rec_normal_to_surface。应该精细颗粒、顺时针排列。第一行为点数，然后每行为

坐标。

如果使用MPI进行编译，则必须指定进程数。

注意，后面用gnuplot画图，需要修改默认的output_grid_Gnuplot配置：

修改为：

然后输入

./bin/xmeshfem2D

来创建网格（将存储在目录OUTPUT_FILES/中）。 xmeshfem2D是串行的；它将输出几个名为Database??????.bin的文件，每个进程一个。

图3.2：由xmeshfem2D生成的网格文件实例，并用gnuplot可视化（在gnuplot中，输入&#39;plot &quot;OUTPUT_FILES/gridfile.gnu&quot; w l&#39;）。

首先安装plotutils。输入：

sudo apt install plotutils

输入密码，回车安装。然后安装gnuplot。输入：

sudo apt install gnuplot

输入密码，回车安装。
查看一下gnuplot安装在哪里。输入：

whereis gnuplot

想要进入这个位置，打开gnuplot，则输入：

cd /usr/bin/gnuplot

想要退出该软件，输入exit，回车

我们在gnuplot中输入：

plot "OUTPUT_FILES/gridfile.gnu" w l

得到

关于网格划分器创建的文件中的网格点编号，我们使用

节点和

节点有限元的经典约定：

manual_SPECFEM2D.pdf

局部坐标系为

和

（

xi和eta）。请注意，此约定仅用于描述几何。然后，在求解器中，根据谱元法中的经典方法——基于Gauss-Lobatto勒让德点的高阶拉格朗日插值描述波场。

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封面：^[1]

参考

^http://cdn.fishki.net/upload/post/2016/05/27/1964133/0-1195dd-6a5e2522-xxxl.jpg