近场波动数值模拟高效计算技术

结构地震反应分析本质上是由有限结构和无限地基构成的开发系统中的波动问题，在保证数值精度和数值稳定性的前提下不断地提高计算效率是近场波动数值模拟技术所追求的目标。本项目拟将谱方法、微分求积法等高精度数值方法引入近场波动数值模拟领域，以替代目前使用的、采用低阶格式的有限差分法、有限元法对波动微分方程的求解，目的是开发高效率的计算技术，提升近场波动数值模拟的技术水平。首先，建立基于谱方法的波动方程数值解法的基本格式和实施程序，构造出相应的数值算法；其次，应用该算法对均匀介质中的波动进行数值模拟，研究波在该数值模型中传播的规律和存在的问题；再次，将有限元的概念结合到近场波动高精度数值模拟方法中，研究基于谱元素法的近场波动数值模拟技术，用来解决不规则区域和复杂介质中波动数值模拟问题；最后，通过技术集成开发出实用的近场波动数值模拟高效率计算技术，为波动数值模拟技术在实际工程中应用提供技术支撑。