SPECFEM

Fiche logiciel validé
  • Création ou MAJ importante : 20/05/11
  • Correction mineure : 20/05/11
  • Rédacteur de la fiche : Dimitri Komatitsch - Géosciences Environnement Toulouse (GET) (CNRS, Université Paul Sabatier Toulouse III, IRD)
  • Relecteur(s) : Sylvain Faure (Laboratoire de Mathématiques Orsay)
  • Contributions importantes : 2eme relecteur : Bernhard Schuberth, UMR GéoAzur
  • Responsable thématique : Violaine Louvet (Institut Camille Jordan)
Mots-clés
Pour aller plus loin

SPECFEM : modélisation par éléments finis spectraux de la propagation des ondes élastiques ou viscoélastiques

Description
Fonctionnalités générales

SPECFEM3D simule la propagation des ondes sismiques dans des bassins sédimentaires ou tout autre modèle géologique régional ou mondial de la Terre. SPECFEM3D utilise une méthode de Galerkin continue, appelée la méthode des éléments finis spectraux, qui peut être considérée comme un cas particulier de la technique de Galerkin discontinue avec une efficacité optimisée grâce à ses fonctions de base tensorisées. Ce logiciel permet de simuler des problèmes directs ou adjoints acoustiques, élastiques, viscoélastiques ou couplés pour la propagation des ondes dans des maillages hexaédriques non structurés.

Ce logiciel inclut les bénéfices de progrès récents dans les techniques de maillage hexaédrique, d'équilibrage de charge et d'optimisations logicielles. Le maillage peut être créé en utilisant un logiciel de génération de maillage externe tel que CUBIT, GiD ou Gmsh (ce dernier étant libre), et l'équilibrage de charge est effectué en faisant appel à un partitionneur de graphes externe appelé SCOTCH, qui est libre. Un mailleur analytique interne permet également de mailler très facilement par interpolation bord à bord des modèles simples du point de vue géométrique. La topographie, la bathymétrie et les variations de la forme de l'interface croûte-manteau terrestre peuvent aisément être incluses dans le maillage, et la dispersion physique et d'atténuation des ondes associées à l'anélasticite sont prises en compte en utilisant une série de solides linéaires standard et de variables à mémoire correspondantes. Le couplage entre les régions fluides et les régions solides du maillage est réalisé à l'aide d'une décomposition de domaine et d'intégrales de couplage, ce qui permet par exemple de réaliser des simulations sismiques pour des modèles pétroliers marins ("off-shore") pour l'industrie pétrolière.

Les dérivées de Fréchet à fréquence finie pour les tremblements de terre ou l'interférométrie sismique sont calculées par une méthode adjointe tant pour les parties fluides que pour les parties solides du modèle, ce qui permet de faire avec ce logiciel des calculs de tomographie sismique adjointe à partir de tremblements de terre ou bien à partir du bruit sismique ambiant.

Interopérabilité

Les entrées et sorties sont au format ASCII, donc interopérabilité totale. Les sorties sont également compatibles avec le logiciel de traitement sismique SAC : http://www.iris.edu/software/sac/manual.html

Contexte d'utilisation dans mon laboratoire/service

Plusieurs utilisateurs au sein de mon laboratoire, Géosciences Environnement Toulouse, depuis 1996. Plusieurs centaines d'utilisateurs au niveau mondial depuis 2001.

Environnement du logiciel
Plates-formes

Toute machine possédant un compilateur Fortran et la bibliothèque de passage de messages MPI

Environnement de développement
Type de structure associée au développement

Laboratoire de recherche du CNRS (Géosciences Environnement Toulouse) + Laboratoires de recherche américains et canadiens.

Eléments de pérennité

Maintenance assurée par notre laboratoire de recherche du CNRS, Géosciences Environnement Toulouse, nos collègues chercheurs américains et canadiens ainsi que par le consortium américain Computational Infrastructure for Geodynamics (CIG)

Références d'utilisateurs institutionnels

Plusieurs dizaines de sites universitaires à travers le monde, voir la carte des téléchargements à http://www.geodynamics.org/cig/software/specfem3d

Environnement utilisateur
Liste de diffusion ou de discussion, support et forums

Liste de diffusion cig-seismo [at] geodynamics [dot] org et site du consortium américain Computational Infrastructure for Geodynamics (CIG) à http://www.geodynamics.org/cig/software/specfem3d

Documentation utilisateur
Contributions