One-dimensional finite difference schemes for splitting method realization in axisymmetric equations of the dynamics of elastic medium

Строятся экономичные разностные схемы сквозного счета для решения прямых задач сейсмики в осесимметричной постановке. При распараллеливании алгоритмов, реализующих схемы на многопроцессорных вычислительных системах, применяется метод двуциклического расщепления по пространственным переменным. Одномерные системы уравнений на этапах расщепления решаются на основе явных сеточно-характеристических схем и неявной разностной схемы типа "предиктор-корректор" с контролируемой искусственной диссипацией энергии. Верификация алгоритмов и программ выполнена на точных решениях одномерных задач типа бегущих монохроматических волн. Сравнение результатов показало неоспоримые преимущества схемы с контролируемой диссипацией энергии по точности расчета гладких решений и целесообразность применения явных монотонных схем при расчете разрывов. We construct efficient finite difference shock-capturing schemes for the solution of direct seismic problems in axisymmetric formulation. When parallelizing the algorithms implementing the schemes on multiprocessor computing systems, the two-cyclic splitting method with respect to the spatial variables is used. One-dimensional systems of equations are solved at the stages of splitting on the basis of explicit gridcharacteristic schemes and an implicit finite difference scheme of the “predictor–corrector” type with controllable artificial energy dissipation. The verification of algorithms and programs is fulfilled on the exact solutions of one-dimensional problems describing traveling monochromatic waves. The comparison of the results showed the advantages of the scheme with controllable energy dissipation in terms of the accuracy of computing smooth solutions and the advisability of application of explicit monotone schemes when calculating discontinuities.