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地球液核自由振荡的三维有限元模拟.pdf

第2 6 卷第3 期 大 地 测 量 与地 球 动 力 学 Voi. 26 ,No. 3 2 0 0 6 年8 月 JOURNAL OF GEODESY AND GEODYNAMICS Aug. ,2006 文章编号:167 1-5942 (2006 )03-0097-05 地球液核自由振荡的三维有限元模拟* 1,2 ) 1 ) 1 ) 2 ) 黎 琼 孙和平 徐建桥 张 怀 ( 1)中国科学院测量与地球物理研究所动力大地测量学重点实验室,武汉 430077 ) 2 )中国科学院研究生院计算地球动力学重点实验室,北京 100049 摘 要 根据地球液核基本运动方程,采用有限元方法对液核流体的对流状态进行了数值模拟。计算中为了消 除液核对流非线性特征导致的方程求解时出现的病态,引入了算子分裂法。数值结果说明利用有限元方法能成功 地模拟地球液核自由振荡。 关键词 有限元方法 算子分裂法 液核自由振荡 简正模 数值模拟 中图分类号:P315 . 5 文献标识码:A 3-D SIMULATION WITH FEM OF FREE OSCILLATION OF EARTH ’S FRUID CORE Li Oiong1,2 ),Sun Heping1),Xu Jiangiao1)and Zhang Huai2 ) ( 1 )Key Laboratory of Dynamical Geodesy ,Institute of Geodesy Geop hysis ,CAS ,Wuhan 430077 ) 2 )Key Laboratory of Comp uting Geodynamics ,Graduate School of the CAS ,Beij ing 100049 Abstract According to the basic motion eguations of the earth ’s fiuid core ,the convection of the fiuid core has been simuiated by use of Finite Eiement Method(FEM ). In order to increase the reiiabiiity of the resuits ,oper- ator-spiitting technigue is introduced to eiiminate the iii-contitioned characteristics of the eguations resuiting from the noniinear characteristics of convection item. The resuits indicate that the FEM can be used to simuiate the fiuid core ’s free osciiiation succesfuiiy ,i. e. the correct mass matrix ,damp matrix ,and stiff matrix on the basis of the basic motion eguations can be obtained for caicuiating the normai modes of the fiuid core ’s

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