社団法人 物理探査学会
第116回(平成19年度春季)学術講演会


FEMによる周波数依存Q値を持つ3次元粘弾性波動伝播のシミュレーション

講演要旨(和文)
本研究では, 2つのリラクゼーションメカニズムから成る標準線形固体(SLS)から導出される粘弾性波方程式を利用して, 周波数依存性のQ値を扱う. 周波数領域で一定のQ値(constant-Q)は, 物理的モデルを与えることができないが, ここで提案する方法はSLSという物理的なモデルが存在し, かつ, ある程度のバンド幅でconstant-Q値を近似することもできる. 次に, 有限要素法(FEM)を用いてこの粘弾性波方程式を解く. まずFEMを用いてリッカーウェーブレット震源による時系列応答を求め, これをもとに伝達関数を計算した. 例えば, 震源からの距離5〜20mのレイリー波の伝達関数を比較したところ, 弾性力と抵抗力の間の共振周波数が5から50Hzに現れるため, このような表面波の問題に対しては, Q値を5から10と考えるのが適切であるとわかった.

講演要旨(英文)
Standard Linear Solid (SLS) with two relaxation mechanisms defines visco-elastic wave equations and can handle frequency-dependent Q values. The frequency-independent Q values can not be explained by physical model. However, the methodology proposed in this paper is introduced by a certain physical model (SLS), also reproduce Q values that are almost independent for wide-band frequency. Finite Element Method (FEM) is employed for solving the visco-elastic wave equations. FEM supplies time-series waveforms by Ricker wavelet source. Subsequently, the transfer functions are calculated. The comparison of transfer functions of Rayleigh wave concludes that Q values of 5 to 10 are appropriate for surface wave problems since resonance frequency between elastic and damping mechanism appears at 5 to 50Hz.