有限差分法在matlab中绘制0-100km内地震波一维波动传播动图
时间: 2023-06-23 19:09:11 浏览: 128
有限差分法的Matlab程序
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有限差分法可以用来模拟地震波的一维波动传播,下面是在MATLAB中绘制0-100km内地震波一维波动传播动图的大致步骤:
1. 定义模拟区域大小和网格数目,以及时间步长和总计算时间。
```matlab
% 声明模拟区域大小
x_max = 100000; % 单位:m
t_max = 100; % 单位:s
% 声明网格数目和时间步长
nx = 100; % 网格数目
nt = 1000; % 时间步数目
dx = x_max/nx; % 网格尺寸
dt = t_max/nt; % 时间步长
```
2. 定义介质参数,包括密度、泊松比和剪切模量等。
```matlab
% 声明介质参数
rho = 2500; % 密度,单位:kg/m^3
vp = 6000; % P波速度,单位:m/s
vs = 3464; % S波速度,单位:m/s
mu = rho*vs^2; % 剪切模量,单位:Pa
lam = rho*vp^2 - 2*mu; % 体波模量,单位:Pa
```
3. 初始化波场和边界条件。
```matlab
% 初始化波场和边界条件
u = zeros(nx, nt); % 波场
u(:,1) = 0; % 初始时刻的波场为0
u(1,:) = 0; % 左边界为固定边界
u(end,:) = 0; % 右边界为固定边界
```
4. 利用有限差分法进行波场模拟。
```matlab
% 利用有限差分法进行波场模拟
for k = 2:nt
for i = 2:nx-1
% 计算二阶时间导数和二阶空间导数
dudt2 = (u(i,k-1) - 2*u(i,k) + u(i,k+1))/dt^2;
dudx2 = (u(i-1,k) - 2*u(i,k) + u(i+1,k))/dx^2;
% 计算下一时刻的波场
u(i,k+1) = 2*u(i,k) - u(i,k-1) + (lam+2*mu)*dudx2*dt^2 ...
+ mu*(dudt2*dt^2 - 2*dudx2*dx^2);
end
end
```
5. 绘制波动传播动图。
```matlab
% 绘制波动传播动图
for k = 1:nt
plot(u(:,k), 'k');
axis([1 nx -0.1 0.1]);
title(sprintf('Time: %.2f s', k*dt));
xlabel('Distance (m)');
ylabel('Amplitude');
drawnow;
end
```
以上就是在MATLAB中绘制0-100km内地震波一维波动传播动图的大致步骤。需要注意的是,这里只是一个简单的示例,实际情况中需要根据具体问题进行修改和优化。
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