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20.04.2018 | Ausgabe 1/2018 Open Access

Journal of Scientific Computing 1/2018

Dispersion Properties of Explicit Finite Element Methods for Wave Propagation Modelling on Tetrahedral Meshes

Zeitschrift:
Journal of Scientific Computing > Ausgabe 1/2018
Autoren:
S. Geevers, W. A. Mulder, J. J. W. van der Vegt
Wichtige Hinweise
This work was funded by the Shell Global Solutions International B.V. under Contract No. PT45999.

Abstract

We analyse the dispersion properties of two types of explicit finite element methods for modelling acoustic and elastic wave propagation on tetrahedral meshes, namely mass-lumped finite element methods and symmetric interior penalty discontinuous Galerkin methods, both combined with a suitable Lax–Wendroff time integration scheme. The dispersion properties are obtained semi-analytically using standard Fourier analysis. Based on the dispersion analysis, we give an indication of which method is the most efficient for a given accuracy, how many elements per wavelength are required for a given accuracy, and how sensitive the accuracy of the method is to poorly shaped elements.

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