Solving the eikonal equation for compressional and shear waves in anisotropic media using peridynamic differential operator
Notice bibliographique
Résumé
SUMMARY Traveltimes of compressional (P) and shear (S) waves have proven essential in many earthquake and exploration seismology applications. An accurate and efficient traveltime computation for P and S waves is crucial for the success of these applications. However, solving the eikonal equation with a complex phase velocity field in anisotropic media is challenging. The eikonal equation is a first-order nonlinear hyperbolic partial differential equation. It represents the high-frequency asymptotic approximation of the wave equation. The fast marching and sweeping methods are commonly used due to their efficiency in numerically solving the eikonal equation. However, these methods suffer from numerical inaccuracy in anisotropic media with sharp heterogeneity, irregular surface topography and complex phase velocity fields. This study presents a new method for the solution of the eikonal equation by employing the peridynamic differential operator (PDDO). The PDDO provides the non-local form of the eikonal equation by introducing an internal length parameter (horizon) and a weight function with directional non-locality. The operator is immune to discontinuities in the form of sharp changes in field or model variables and invokes the direction of traveltime in a consistent manner. The weight function controls the strength of association among points within the horizon. Solutions are constructed in a consistent manner without upwind assumptions through simple discretization. The robustness of this approach is established by considering different types of eikonal equations on complex velocity models in anisotropic media. The examples demonstrate its unconditional numerical stability and results compare well with the reference solutions.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».