کاربرد روش توابع پایه-شعاعی چندربعی برای حل معادله هلمهولتز به‌منظور آنالیز امواج لرزه‌ای در مخازن سدهای صلب

هزینه بالای ساخت شبکه، نیاز به حل اساسی وابسته به شرایط مسئله، تکینگی، شبیه‌سازی کل میدان و ... از برجسته‌ترین نقاط ضعف روش‌های عددی باشبکه پرکاربرد در حل مسائل مکانیک محیط‌های پیوسته می‌باشد. در این پژوهش، با هدف رفع برخی از این نواقص، روش بدون شبکه پایه-شعاعی چندربعی برای آنالیز دوبعدی امواج لرزه‌ای در مخازن سدهای صلب توسعه داده شد. به این منظور، معادله هلمهولتز و شرایط مرزی مختلط حاکم بر مسئله با استفاده از تابع چندربعی در حوزه فرکانس بازتولید و روند حل آن ارائه گردید. نتایج نشان داد که استفاده از فرم اصلی و مختلط این تابع به ترتیب برای فرکانس‌های کمتر و بیشتر از فرکانس طبیعی مخزن، زمان محاسبات را بهینه می‌کند. همچنین برای تعیین مهم‌ترین عامل در دقت و همگرایی روش مذکور یعنی پارامتر شکل بهینه، ابتدا ناکارآمدی برخی از روش‌های پرکاربرد پیشین به اثبات رسید سپس یک الگوریتم جدید و پرسرعت معرفی گردید. نتایج این پژوهش نشان داد که پارامتر شکل بهینه برحسب فرکانس‌های مختلف بارگذاری قابل فرمول‌بندی است. چنین ویژگی کاربرد روش چندربعی در این مسئله خاص را نسبت به سایر روش‌ها آسان‌تر و هزینه‌های محاسباتی آن را کمتر می‌کند. دقت بالای روش حاضر طی دو مثال مختلف به ترتیب با و بدون در نظر گرفتن اثر جذب رسوبات کف مخزن در مقایسه با حل‌های دقیق نشان داده شد که خطای ناچیز آن به دلیل تعریف یک تابع تخمین پیوسته دقیق در کل دامنه مسئله و نیز استفاده از یک الگوریتم کارا برای پیدا کردن پارامتر شکل بهینه می‌باشند.