有限差分法在matlab中绘制0-100km内地震传播动图,一维波动传播模拟,标明坐标物理量
时间: 2023-06-23 11:09:18 浏览: 98
以下是一个使用有限差分法在MATLAB中绘制地震波传播动图的示例代码:
```matlab
%% 地震波传播模拟
clear;clc;
% 定义模拟区域
L = 100000; % 模拟区域长度,单位为米
nx = 1000; % 离散网格数
dx = L/nx; % 网格间距,单位为米
x = (0:nx-1)*dx; % 网格点坐标,单位为米
% 定义模拟时间
T = 30; % 模拟时间长度,单位为秒
nt = 3000; % 离散时间步数
dt = T/nt; % 时间步长,单位为秒
t = (0:nt-1)*dt; % 时间坐标,单位为秒
% 地震波速度模型
vp = 3000*ones(size(x)); % P波速度,单位为米/秒
vs = 1500*ones(size(x)); % S波速度,单位为米/秒
rho = 2500*ones(size(x)); % 密度,单位为千克/立方米
% 初始条件
u = zeros(size(x));
u(1) = 1; % 初始振动源位于模拟区域左侧边界,振幅为1
% 有限差分系数
c1 = dt/dx;
c2 = dt^2/dx^2;
% 循环计算波场
for n = 2:nt
% 计算P波速度场和S波速度场
vp_x = (vp(2:end) - vp(1:end-1))/dx;
vs_x = (vs(2:end) - vs(1:end-1))/dx;
% 计算应力和速度,使用一阶速度-应力方程
sigma_xx = rho(2:end).*vp_x.*(u(2:end) - u(1:end-1));
sigma_zz = rho(2:end).*vs_x.*(u(2:end) - u(1:end-1));
u(2:end-1) = u(2:end-1) + c1*sigma_xx + c2*sigma_zz;
% 绘制波场动图
plot(x/1000,u,'k','LineWidth',2);
xlabel('距离/km','FontSize',14);
ylabel('波幅','FontSize',14);
set(gca,'FontSize',12);
xlim([0 L/1000]);
ylim([-0.5 0.5]);
title(sprintf('t = %.2fs',t(n)),'FontSize',14);
drawnow;
end
```
上述代码会生成一个地震波传播的动图,其中横轴表示距离,纵轴表示波幅,单位均为米和无量纲。通过修改模拟区域长度、离散网格数、模拟时间长度、离散时间步数以及地震波速度模型等参数,可以进行不同场景的地震波传播模拟。
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