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用于声波方程数值模拟的时间-空间域有限差分系数确定新方法 被引量:15
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作者 梁文全 杨长春 +1 位作者 王彦飞 刘红伟 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期3497-3506,共10页
声波方程数值模拟已广泛应用于理论地震计算,同时构成了地震逆时偏移成像技术的基础.对于有限差分法而言,在满足一定的稳定性条件时,普遍存在着因网格化而形成的数值频散效应.如何有效地缓解或压制数值频散是有限差分方法研究的关键所在... 声波方程数值模拟已广泛应用于理论地震计算,同时构成了地震逆时偏移成像技术的基础.对于有限差分法而言,在满足一定的稳定性条件时,普遍存在着因网格化而形成的数值频散效应.如何有效地缓解或压制数值频散是有限差分方法研究的关键所在.为精确求解空间偏导数,相继发展了高阶差分格式优化方法和伪谱方法.近期,为更好地缓解数值频散,提出了时间-空间域有限差分方法,该方法采用了泰勒展开近似方法来确定有限差分格式系数,因而只能保证在一定的小范围内很好的拟合波场传播规律.为进一步压制数值频散效应,本文引入了时间-空间域特定波数点满足频散关系的方法,根据震源、波速和网格间距确定波数范围,同时考虑了多个传播角度,然后建立方程确定了相应的有限差分格式系数,使得差分系数能在更大范围符合波场传播规律.通过频散分析和正演模拟,验证了本文方法的有效性. 展开更多
关键词 声波正演 时间一空间域 有限差分格式 频散关系
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VTI介质qP波广义高阶屏单程传播算子 被引量:13
2
作者 吴国忱 梁锴 王华忠 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期640-650,共11页
本文从VTI介质弹性波波动方程入手,通过本征值方法及声学理论近似建立了VTI介质qP波频散关系方程,再根据介质扰动理论深入研究了VTI介质qP波广义高阶屏单程传播算子。将VTI介质参数场分解为均匀各向异性速度场、速度扰动场以及各向异性... 本文从VTI介质弹性波波动方程入手,通过本征值方法及声学理论近似建立了VTI介质qP波频散关系方程,再根据介质扰动理论深入研究了VTI介质qP波广义高阶屏单程传播算子。将VTI介质参数场分解为均匀各向异性速度场、速度扰动场以及各向异性参数扰动场,这样qP波广义高阶屏单程传播算子就由背景介质波场自由传播项和各向异性扰动项两部分组成。背景场的计算在波数域完成,而非均匀各向异性扰动项(包括慢度扰动项、各向异性参数扰动项)在空间域计算。当各向异性参数横向变化较为剧烈时,采用高阶屏算子能提高单程qP波高角度传播精度。均匀各向异性介质和复杂各向异性介质模型脉冲响应试验表明:qP波广义高阶屏算子不仅在大角度传播时能够满足精度要求,而且能够适应任意强横向变速、强横向各向异性扰动时的情况,适用于复杂VTI介质qP波地震深度偏移。 展开更多
关键词 各向异性 广义高阶屏 单程传播算子 频散关系
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旋光媒质中光波传播的物理光学理论 被引量:6
3
作者 崔元顺 《光子学报》 EI CAS CSCD 1999年第9期820-824,共5页
由麦克斯韦电磁理论,结合旋光媒质的本构关系,研究旋光媒质中光波的传播,给出均匀媒质中光波的色散关系。
关键词 旋光媒质 色散关系 光波传播 物理光学
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原子质量对一维三原子链色散关系的影响 被引量:6
4
作者 赵远 胡建民 +1 位作者 王月媛 牛丽 《大学物理》 2021年第4期11-14,31,共5页
本文采用数值分析方法研究原胞中原子质量对一维三原子链色散关系的影响,建立了频谱宽度和频率禁带宽度随原子质量变化的基本规律.结果表明,在原胞内只有一个原子质量发生变化的情况下,声学波频谱宽度随任一原子质量的增加而减小,光学... 本文采用数值分析方法研究原胞中原子质量对一维三原子链色散关系的影响,建立了频谱宽度和频率禁带宽度随原子质量变化的基本规律.结果表明,在原胞内只有一个原子质量发生变化的情况下,声学波频谱宽度随任一原子质量的增加而减小,光学波的频谱宽度随小原子质量的增加而增大,随大原子质量的增加而减小;两个频率禁带均随小原子质量的增加而变窄,随大原子质量的增加而增宽;随中间原子质量的增加,低频光学波和声学波间的频率禁带逐渐变窄,而高、低频光学波间的频率禁带逐渐增宽.相关结果可为晶体带通滤波器设计提供理论依据. 展开更多
关键词 固体物理学 一维三原子链 原子质量 色散关系
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适用于声波方程数值模拟的时间-空间域隐式有限差分算子优化方法 被引量:5
5
作者 陈东 梁文全 +1 位作者 辛维 杨长春 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1491-1497,共7页
声波方程数值模拟已广泛应用于理论地震计算,同时构成了地震逆时偏移成像技术的基础.对于有限差分法而言,在满足一定的稳定性条件时,普遍存在着因网格化而形成的数值频散效应.如何有效地缓解或压制数值频散是有限差分方法研究的关键所在... 声波方程数值模拟已广泛应用于理论地震计算,同时构成了地震逆时偏移成像技术的基础.对于有限差分法而言,在满足一定的稳定性条件时,普遍存在着因网格化而形成的数值频散效应.如何有效地缓解或压制数值频散是有限差分方法研究的关键所在.有限差分格式分为显式有限差分和隐式有限差分.隐式有限差分能够进一步压制数值频散效应.因此本文提出了给定频率范围满足时间-空间域隐式有限差分频散关系的方法,并根据震源频率、波速和网格间距确定波数范围,在此基础上建立方程确定了相应的隐式有限差分系数,使得差分系数能在更大频率范围符合波场传播规律.通过频散分析和正演模拟,验证了本文方法的有效性. 展开更多
关键词 声波正演 时间-空间域 隐格式有限差分 频散关系
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有限元网格中波动的频散与稳定性的一种改进方法 被引量:4
6
作者 房营光 莫海鸿 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2000年第1期21-26,共6页
本文采用含有频率的高阶位移函数,由二维波动方程导出了波在有限元网格中传播的频散关系,利用这一关系给出了波动的稳定条件。理论分析和数值计算结果表明,文中的有限元方法明显地改善了有限元网格中波动的频散性和稳定性。
关键词 有限元网格 波动 频散关系 稳定条件 地震工程
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Origin软件在研究三棱镜色散关系与色散率曲线中的应用 被引量:4
7
作者 何文瑜 《大学物理实验》 2021年第3期96-99,共4页
结合光栅测光波波长和分光计测三棱镜玻璃的折射率两个普通物理实验,将观测到的11条谱线的相关数据利用Origin软件进行自定义非线性拟合、绘图、微分等功能,得出三棱镜色散关系函数以及色散曲线,对色散曲线微分得出色散率曲线,展示了Ori... 结合光栅测光波波长和分光计测三棱镜玻璃的折射率两个普通物理实验,将观测到的11条谱线的相关数据利用Origin软件进行自定义非线性拟合、绘图、微分等功能,得出三棱镜色散关系函数以及色散曲线,对色散曲线微分得出色散率曲线,展示了Origin软件在物理实验数据处理中的高效、准确和科学性。 展开更多
关键词 色散关系 色散率曲线 ORIGIN软件 自定义非线性拟合 微分
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基于一维光子晶体能带结构的陷波滤光片设计方法 被引量:4
8
作者 陈奕辛 付秀华 +2 位作者 张功 张静 杨飞 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期279-293,共15页
陷波滤光片应用广泛,但难点在于用传统传输矩阵法进行光谱设计时,计算量过大且膜系结构和材料种类复杂。将固体物理理论中晶体内周期性势场Bloch波的多重Bragg散射后特殊色散关系与光学薄膜理论中麦克斯韦方程组结合,计算出一维光子晶体... 陷波滤光片应用广泛,但难点在于用传统传输矩阵法进行光谱设计时,计算量过大且膜系结构和材料种类复杂。将固体物理理论中晶体内周期性势场Bloch波的多重Bragg散射后特殊色散关系与光学薄膜理论中麦克斯韦方程组结合,计算出一维光子晶体(即薄膜)周期性函数并获得能带结构;分析与介质折射率(介质折射率比)、中心波长和入射角度改变相对应的能带结构中禁带宽度和位置的变化;推导出具体函数关系。将陷波滤光片的光谱要求带入函数关系式进行计算,将结果带入Essential Macleod薄膜设计软件中进行膜系设计。与传统传输矩阵法进行比较,结果表明基于一维光子晶体能带结构的设计方法比传统传输矩阵法计算量小很多、周期结构简单且只需两种材料,光谱曲线均能满足设计要求。 展开更多
关键词 一维光子晶体 色散关系 能带结构 光子禁带 膜系设计 陷波滤光片
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利用波动法研究曲梁结构中的波形转换和能量传递 被引量:4
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作者 黄修长 徐时吟 +2 位作者 章振华 张志谊 华宏星 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期38-46,共9页
基于Flugge理论,建立薄壁均质常曲率曲梁面内运动6阶微分控制方程,得到曲梁频散特性曲线与6种波轴向位移和径向位移的比值,推导位移内力响应表达式及物理域和波数域的变换矩阵。利用波的传递和反射矩阵对曲梁及半无限长直梁耦合时的能... 基于Flugge理论,建立薄壁均质常曲率曲梁面内运动6阶微分控制方程,得到曲梁频散特性曲线与6种波轴向位移和径向位移的比值,推导位移内力响应表达式及物理域和波数域的变换矩阵。利用波的传递和反射矩阵对曲梁及半无限长直梁耦合时的能量传递系数与反射系数进行求解分析。对半无限长直梁中给定的拉伸波或弯曲波入射,得到与频率、曲率半径及伸展角度相关的各种波传递和反射的能量系数表达式。数值结果表明,纵波与弯曲波在经过曲梁结构之后发生波形转换,研究能量传递与反射系数随频率、伸展角度,曲梁曲率半径和截面尺寸比的变化。结果表明,无限长直梁和曲梁耦合系统中,低频时,经过曲梁反射及传递后的弯曲波与纵波会相互转化;高频时弯曲波与纵波内能无散射地通过曲梁进行传播。为改善高频时曲梁中能量衰减效果,在曲梁结构中插入单个、多个中间支撑或阻振质量块时的能量传递和反射系数。结果表明,阻振质量块能很好地阻止高频时曲梁中能量的传递,对周期分布的多个阻振质量块,能量传递系数随频率的变化存在周期结构的阻带特征。这些研究结果可为曲梁结构的设计提供定性的理论基础。 展开更多
关键词 曲梁 波动法 频散特性 波形转换 能量传递和发射系数
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恒频声学二极管的设计及特性研究
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作者 王颖 郭翔鹰 杨晓东 《动力学与控制学报》 2024年第1期37-42,共6页
声学二极管能控制声波仅在一个方向有效传输在反方向无法传播,在通信技术中具有广泛的应用,然而目前大多数的声学二极管设计是基于非线性效应使系统只通过新的高次频率并阻止原频率的传输.本文利用不对称结构与弱非线性声子晶体的组合,... 声学二极管能控制声波仅在一个方向有效传输在反方向无法传播,在通信技术中具有广泛的应用,然而目前大多数的声学二极管设计是基于非线性效应使系统只通过新的高次频率并阻止原频率的传输.本文利用不对称结构与弱非线性声子晶体的组合,提出了一种一维声二极管模型,实现弹性波的不对称传输,并保持频率不变.该模型由左端的变幅杆和右端的非线性弹簧质量链组成,理论分析表明,该声学二极管具有与电子二极管相同的正向和反向特性,并通过有限元仿真验证了该模型的有效性. 展开更多
关键词 声子晶体 声学二极管 弹性波 色散关系 周期结构
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改进的X波段雷达测海表面流算法 被引量:3
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作者 袁赣南 贾瑞才 张红伟 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期276-281,共6页
为了克服传统X波段雷达测表面流算法存在低流速时误差较大和测量结果不稳定的缺点,提出了一种改进的算法。首先使用色散关系带通滤波器滤除海杂波图像谱中非海浪信号;然后使用调制传递函数对剩余海浪图像谱进行非线性校正,得到真实海浪... 为了克服传统X波段雷达测表面流算法存在低流速时误差较大和测量结果不稳定的缺点,提出了一种改进的算法。首先使用色散关系带通滤波器滤除海杂波图像谱中非海浪信号;然后使用调制传递函数对剩余海浪图像谱进行非线性校正,得到真实海浪谱;下一步根据结构风险最小化原则,确定支持向量机中海浪谱分量隶属度;最后使用真实海浪谱和隶属度函数的乘积加权最小二乘法进行初始估流和迭代估流。根据实测岸基X雷达数据实验,结果表明改进算法弥补了传统算法中存在的上述缺点,具有较高的测量精度、稳定性和很好的应用价值。 展开更多
关键词 海表面流 X波段雷达 色散关系 隶属度 最小二乘法
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相对论性纵“等离激元”色散关系 被引量:3
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作者 陈辉 陈约奇 刘三秋 《南昌大学学报(理科版)》 CAS 北大核心 2005年第5期461-464,共4页
对完全相对论性纵“等离激元”的色散方程进行数值计算,得到完全相对论性温度下的色散曲线和拟合色散关系。
关键词 色散关系 相对论性等离激元 介电常数
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修正弥散关系结合分级采样的实时海洋着色方法 被引量:3
13
作者 吕梦雅 郭培赞 唐勇 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2015年第9期2116-2119,共4页
为解决海洋面片平滑引起的大面积阳光反射问题并区分波峰波谷水体颜色,增强海洋水体的真实感,本文通过修改弥散关系将短波的频率进行增大而长波频率相对不变,并将Phillips谱产生的频域根据不同波频率增大的比例进行了分级采样,克服了Phi... 为解决海洋面片平滑引起的大面积阳光反射问题并区分波峰波谷水体颜色,增强海洋水体的真实感,本文通过修改弥散关系将短波的频率进行增大而长波频率相对不变,并将Phillips谱产生的频域根据不同波频率增大的比例进行了分级采样,克服了Phillips谱抑制高频短波突出低频长波的缺陷;同时也提出了一种对水体颜色进行改进的逐像素着色方法,结合离水辐亮度和波的陡峭程度,以很小的计算代价将波峰波谷颜色分别着色.该方法完全依靠GPU进行海洋的计算及绘制.实验表明本文方法可以在不降低帧速的同时有效地提升海洋的真实感. 展开更多
关键词 海洋仿真 弥散关系 Phillips谱 分级采样 陡峭程度 逐像素着色
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非相对论性等离子体纵振荡的色散关系 被引量:3
14
作者 廖妍俐 刘三秋 周素云 《南昌大学学报(理科版)》 CAS 北大核心 2007年第2期189-191,196,共4页
从等离子体动力论方程出发,通过对由原色散函数表示的色散方程进行数值计算来研究非相对论性等离子体纵振荡的色散关系。得到了除朗缪尔波、离子声波和离子等离子体波外其它纵波的色散曲线和拟合色散关系。在对色散曲线进行拟合时,得出... 从等离子体动力论方程出发,通过对由原色散函数表示的色散方程进行数值计算来研究非相对论性等离子体纵振荡的色散关系。得到了除朗缪尔波、离子声波和离子等离子体波外其它纵波的色散曲线和拟合色散关系。在对色散曲线进行拟合时,得出了曲线中不同部分的最佳拟合式。 展开更多
关键词 等离子体 色散关系 数值计算 非相对论性
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基于改进的介观裂缝岩石物理模型的频散AVO特征分析 被引量:1
15
作者 凌勋 雷德文 +2 位作者 杨万祥 李小斌 阎建国 《石油物探》 CSCD 北大核心 2023年第6期1101-1114,共14页
地下储层中存在介观尺度的裂缝是导致地震波的速度频散和能量衰减的一个重要原因。从Galvin介观裂缝模型出发,重构其低频极限和高频极限的表达形式,将频散关系施加到裂缝模型上构建依赖频率的裂缝柔度参数,建立了一种改进的介观尺度的... 地下储层中存在介观尺度的裂缝是导致地震波的速度频散和能量衰减的一个重要原因。从Galvin介观裂缝模型出发,重构其低频极限和高频极限的表达形式,将频散关系施加到裂缝模型上构建依赖频率的裂缝柔度参数,建立了一种改进的介观尺度的裂缝型岩石物理模型。基于该改进模型,利用附加柔度的组合性质,可以容易地构建更复杂的模型并进行依赖频率的地震响应特征分析。在传统的反射系数公式中引入频率参数,分析了具有不同裂缝长度、背景渗透率、流体粘度等频散敏感参数的反射界面上的频散AVO及地震记录响应特征。通过数值模拟得出频散敏感参数主要影响发生频散的频段,即影响岩石的特征频率;当模型的特征频率与地震波频段主频相近时,频散现象最突出,当特征频率大于地震波频段主频一个数量级时,可以忽略频散作用,此时采用传统的Gassmann方程即可较准确地分析地震剖面的特征。基于改进模型得到的认识为地震频散特征的实际应用提供了岩石物理模型的构建方面的指导。 展开更多
关键词 介观尺度 岩石物理 频散关系 AVO特征 裂缝参数 合成记录 频变反射系数
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双层石墨烯非对称波导中导模性质的分析 被引量:2
16
作者 彭娉 李冠强 +1 位作者 冯海涛 刘建科 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期507-512,共6页
研究了基于双层石墨烯的非对称量子阱波导中导模的性质。当石墨烯中电子的入射能一定时,通过控制加在石墨烯不同区域的直流电压,可使狄拉克费米子在非对称波导中存在三种不同类型的运动方式,即准经典运动、量子克莱恩隧穿以及二者的混... 研究了基于双层石墨烯的非对称量子阱波导中导模的性质。当石墨烯中电子的入射能一定时,通过控制加在石墨烯不同区域的直流电压,可使狄拉克费米子在非对称波导中存在三种不同类型的运动方式,即准经典运动、量子克莱恩隧穿以及二者的混合运动。在解析推导出导模色散关系的基础上,详细讨论了三种不同情形下导模的结构特征。该研究结果对于石墨烯波导器件的实际应用具有重要意义。 展开更多
关键词 光电子学 非对称导模 连续性条件 色散关系 双层石墨烯
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同质量原子一维晶格振动的色散关系 被引量:2
17
作者 郑金鑫 王月媛 +1 位作者 胡建民 牛丽 《哈尔滨师范大学自然科学学报》 CAS 2019年第2期54-57,共4页
通过分析一维单原子链与一维双原子链色散关系之间的内在联系,对二者色散关系的过渡问题、原胞内原子与格波的对应关系和频率禁带宽度随原子质量变化的基本规律进行讨论,以期对固体物理教学提供参考和借鉴.
关键词 固体物理学 一维原子链 色散关系
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基于X波段雷达反演海态参数的影响因素分析 被引量:2
18
作者 王广海 楚晓亮 +2 位作者 徐铭 王峰 王剑 《海洋湖沼通报》 CSCD 北大核心 2013年第3期181-187,共7页
本文选取不同数目和不同时间分辨率的雷达图像序列数据.利用X波段雷达海浪信息提取系统对试验数据进行处理并与浮标数据进行了对比分析。结果表明.角频率分辨率△ω较大会增大有效波高的反演误差,奈奎斯特频率△N较小会增大峰波频率的... 本文选取不同数目和不同时间分辨率的雷达图像序列数据.利用X波段雷达海浪信息提取系统对试验数据进行处理并与浮标数据进行了对比分析。结果表明.角频率分辨率△ω较大会增大有效波高的反演误差,奈奎斯特频率△N较小会增大峰波频率的反演误差。当△ω增大时,有效波高的反演误差由0.1541m增大为0.1804m.当ωN增大时,峰波频率的反演误差由0.0092HZ减小为0.0054HZ。因此要达到好的反演效果,通常需要雷达天线的转速不能太低,用于反演的雷达图像序列不能太少,以此来保证傅里叶变换后有合适的频域空间和频率分辨率,从而能够探测到风浪的峰波频率和具有较高的频率分辨能力。 展开更多
关键词 X波段雷达 海杂波 有效波高 信噪比 色散关系
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Explicit Solution to the Wave Dispersion Equation with Higher Accuracy
19
作者 宋志尧 张伟 《China Ocean Engineering》 SCIE EI 2008年第2期341-346,共6页
Based on the previous study results, two higher accuracy explicit solutions to the dispersion equation for wave length are presented in this paper. These two solutions have an accuracy of 0. 1% over all wave lengths, ... Based on the previous study results, two higher accuracy explicit solutions to the dispersion equation for wave length are presented in this paper. These two solutions have an accuracy of 0. 1% over all wave lengths, which is sufficiently complete for practical application. At the same time, several previous explicit solutions also have been reviewed and compared herein. In comparison with accuracy, the results show that the present two solutions are as good as Wu and Thornton's solution (which has a good accuracy over all wave lengths, but its calculation formula is so complex that it is hard to be used with a hand calculator), and are better than the other solutions, they may be rather useful in practical calculation with a hand calculator or computer. 展开更多
关键词 linear wave theory dispersion relationship relative error wave number modified function
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Improvement of FEM's dynamic property
20
作者 江增荣 段鹏飞 +1 位作者 郭杏林 丁桦 《Applied Mathematics and Mechanics(English Edition)》 SCIE EI 2010年第11期1337-1346,共10页
The discretization size is limited by the sampling theorem, and the limit is one half of the wavelength of the highest frequency of the problem. However, one half of the wavelength is an ideal value. In general, the d... The discretization size is limited by the sampling theorem, and the limit is one half of the wavelength of the highest frequency of the problem. However, one half of the wavelength is an ideal value. In general, the discretization size that can ensure the accuracy of the simulation is much smaller than this value in the traditional finite element method. The possible reason of this phenomenon is analyzed in this paper, and an efficient method is given to improve the simulation accuracy. 展开更多
关键词 sampling theorem EFFICIENCY finite element discretization macro element condensation method deformation modification dispersion relationship
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