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Finite element heterogeneous multiscale method for elastic waves in heterogeneous media

机译：非均质介质中弹性波的有限元非均质多尺度方法

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A finite element heterogeneous multiscale method (FE-HMM) is proposed for the simulation of time-dependent elastic waves in a rapidly varying heterogeneous elastic medium. It is based on a standard finite element discretization of an effective wave equation at the macro scale, whose a priori unknown effective material coefficients are computed on sampling domains at the micro scale within each macro finite element. Hence the computational effort becomes independent of the highly heterogeneous elastic medium at the smallest scale. Optimal error estimates and convergence rates in the energy and the L-2 norm are derived, which are explicit in the macro and micro discretization errors. Numerical experiments verify the sharpness of the error bounds and illustrate the versatility of the method for non-periodic, layered or stochastic media. (C) 2018 Published by Elsevier B.V.
机译：提出了一种有限元异质多尺度方法（FE-HMM），用于在快速变化的异质弹性介质中模拟随时间变化的弹性波。它基于宏观尺度上有效波动方程的标准有限元离散化，其先验未知有效材料系数是在每个宏观有限元内的微观尺度上的采样域上计算的。因此，计算工作变得独立于最小规模的高度异质弹性介质。得出能量和L-2范数的最佳误差估计和收敛速度，这在宏观和微观离散误差中是明确的。数值实验验证了误差范围的清晰度，并说明了该方法在非周期性，分层或随机介质中的多功能性。 （C）2018由Elsevier B.V.发布

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