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考虑地幔的粘滞度,采用Maxwell体代替完全弹性体,应力和应变的本构关系包含时间的导数。经过Laplace变换后,其形式具有与弹性体一致的本构关系,因此在Laplace域和考虑弹性地球的解法一致,只不过此时的拉梅常数与Laplace变量s有关。因此对于每一个s都要进行一次积分计算。当然不是所有的s都是满足边值问题要求的。计算完了后需要进行反Laplace变换。
最常用的方法是简正模方法,该方法需要搜索出所有满足条件的s,计算量也是很大,而且会不稳定。该方法是使用了留数定理,极点就是需要的s,也叫反松弛时间(特征值),留数反映对应于s的变化幅度(特征函数)。
另一种方法是采用Cauchy围线积分代替留数定理(也是另一种计算留数的方法,只有这一项积分不为0,所有称为留数),这时需要设定一个包含所有极点的闭合的积分路线,需要做的是取一定间隔的s(积分步长,不是计算微分方程组的步长)对每个s对微分方程组积分,利用边界条件确定Ys(s),它们是s的函数(数值形式)(这一步计算量较大并要存储),然后取某一时刻t,进行Cauchy积分完成反Laplace变换。
第二种方法中,t是以数值的形式出现,不像上面的方法是以显式变量的形式出现,只要代入t就好,而是每个t算一次。优点是比较稳定,不用在实轴搜索满足条件的s,计算量不见得会增大,而且不必担心是否所有满足条件的s都搜索到。因为对于多层(或连续变化)的地球模型满足条件的s是无数的,实际上不可能都搜索到,因此采用简正模方法时,采用的模型都比较简单。
所以建议采用Cauchy积分方法。
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GMT+8, 2024-5-10 10:19
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