Resumen - Investigación Numérica de la Dispersión de Ondas en Medios Granulares: Inversión a Escala de Grano y el Rol de los Efectos de Frontera

Investigación Numérica de la Dispersión de Ondas en Medios Granulares: Inversión a Escala de Grano y el Rol de los Efectos de Frontera

2025-07-10 06:16:23

{"Ning Liu","Wen-Tao Hu"}

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Esta investigación investiga la dispersión de ondas en medios granulares, centrándose en el uso del método de elemento discreto (DEM) para simular la propagación y dispersión de ondas elásticas. El estudio subraya la importancia de entender el papel de los efectos de la frontera en la dispersión de ondas y la precisión de la invención en materiales granulares. Las ondas coda sísmicas, una vez consideradas ruido, ahora se reconocen como firmas críticas de la dispersión de ondas en sismogramas. Estas ondas proceden de la heterogeneidad a pequeña escala dentro del interior de la Tierra y transportan información rica sobre la heterogeneidad subterránea. La ecuación de transferencia radiativa basada en la energía (RTE) proporciona un marco teórico para relacionar las características de la dispersión con las propiedades microestructurales, como el tamaño de las partículas, el número de coordinación y la porosidad. Sin embargo, la RTE asume un medio infinito, lo cual rara vez se cumple en escenarios reales, subrayando la necesidad de evaluar cómo los efectos de la frontera influyen en la dispersión de ondas y la precisión de la invención. El estudio utiliza el DEM para simular la propagación y dispersión de ondas elásticas en medios granulares, modelando explícitamente las interacciones a escala de grano y las características del campo de ondas moldeadas por la heterogeneidad microestructural y la geometría de la frontera. Utilizando el marco de la RTE, los investigadores invierten la energía de las ondas dispersas para estimar los parámetros microestructurales y evaluar el efecto de las condiciones de frontera absorbentes (infinitas) y rígidas (finitas) en el rendimiento de la invención. Los resultados muestran que el DEM efectivamente reproduce los campos de ondas en los medios granulares y que la invención basada en la RTE es un enfoque viable para recuperar las propiedades a escala de grano. Sin embargo, las reflexiones en la frontera significativamente deforman el campo de ondas, llevando a errores sustanciales en los resultados de la invención. Esta investigación proporciona nuevas perspectivas sobre la dispersión de ondas en materiales granulares y ofrece orientación teórica para diseñar e interpretar experimentos sísmicos en ambientes de regolito planetario. Entre los hallazgos clave se incluyen: - El DEM efectivamente simula la dispersión de ondas en los medios granulares. - La invención basada en la RTE es un enfoque viable para recuperar las propiedades a escala de grano. - Las reflexiones en la frontera deforman significativamente el campo de ondas, llevando a errores en los resultados de la invención. - Entender los efectos de la frontera es crucial para diseñar e interpretar experimentos sísmicos en ambientes de regolito planetario. Esta investigación proporciona conocimientos fundamentales para diseñar experimentos sísmicos e interpretar datos en ambientes de regolito planetario, especialmente para futuras misiones sísmicas a la Luna y Marte. La caracterización subterránea precisa en estos ambientes depende de estrategias de invención robustas adaptables a condiciones observacionales limitadas.