Dynamic earthquake sequence simulation is an important tool for investigating the behavior of a fault that hosts a series of earthquakes because it solves all interrelated stages in the earthquake cycle consistently, including nucleation, propagation and arrest of dynamic rupture, afterslip, locking, and interseismic stress accumulation. Numerically simulating and resolving these phenomena, which have different time and length scales, in a single framework is challenging. A spectral boundary integral equation method (SBIEM) that makes use of a fast Fourier transform is widely used because it reduces required computational costs, even though it can only be used for a planar fault. The conventional SBIEM has a periodic boundary condition as a result of the discretization of the wavenumber domain with a regular mesh; thus, to obtain an approximate solution for a fault in an infinite medium, it has been necessary to simulate a region much longer than the source distribution. Here, I propose a new SBIEM that is free from this artificial periodic boundary condition. In the proposed method, the periodic boundaries are removed by using a previously proposed method for the simulation of dynamic rupture. The integration kernel for the elastostatic effect, which reaches infinitely far from the source, is expressed analytically and replaces the one in the conventional SBIEM. The new method requires simulation of a region only twice as long as the source distribution, so the computational costs are significantly less than those required by the conventional SBIEM to simulate a fault in an infinite medium. The effect of the distance λ between the artificial periodic boundaries was investigated by comparing solutions for a typical problem setting between the conventional and proposed SBIEM. The result showed that the artificial periodic boundaries cause overestimation of the recurrence interval that is proportional to λ⁻². If λ is four times the fault length, the interval is overestimated by less than 1%. Thus, the artificial periodic boundaries have only a modest effect on the conclusions of previous studies.

动态地震序列模拟是研究发生一系列地震的断层行为的重要工具，因为它一致地解决了地震周期中所有相互关联的阶段，包括动态破裂的成核、传播和停止、后滑、锁定和地震间应力积累。在单个框架中数值模拟和解决这些具有不同时间和长度尺度的现象是具有挑战性的。利用快速傅立叶变换的谱边界积分方程方法 (SBIEM) 被广泛使用，因为它降低了所需的计算成本，即使它只能用于平面故障。由于具有规则网格的波数域离散化，常规 SBIEM 具有周期性边界条件；因此，为了获得无限介质中故障的近似解，必须模拟一个比源分布长得多的区域。在这里，我提出了一种新的 SBIEM，它不受这种人工周期边界条件的影响。在所提出的方法中，通过使用先前提出的模拟动态破裂的方法来去除周期性边界。弹性静力效应的积分内核，可以无限远地到达源头，用解析表示，并取代了传统 SBIEM 中的积分内核。新方法只需要模拟源分布的两倍长的区域，因此计算成本明显低于传统 SBIEM 在无限介质中模拟故障所需的计算成本。距离的影响 有必要模拟一个比源分布长得多的区域。在这里，我提出了一种新的 SBIEM，它不受这种人工周期边界条件的影响。在所提出的方法中，通过使用先前提出的模拟动态破裂的方法来去除周期性边界。弹性静力效应的积分内核，可以无限远地到达源头，用解析表示，并取代了传统 SBIEM 中的积分内核。新方法只需要模拟源分布的两倍长的区域，因此计算成本明显低于传统 SBIEM 在无限介质中模拟故障所需的计算成本。距离的影响 有必要模拟一个比源分布长得多的区域。在这里，我提出了一种新的 SBIEM，它不受这种人工周期边界条件的影响。在所提出的方法中，通过使用先前提出的模拟动态破裂的方法来去除周期性边界。弹性静力效应的积分内核，可以无限远地到达源头，用解析表示，并取代了传统 SBIEM 中的积分内核。新方法只需要模拟源分布两倍长的区域，因此计算成本明显低于传统 SBIEM 在无限介质中模拟故障所需的计算成本。距离的影响 我提出了一个新的 SBIEM，它不受这种人工周期边界条件的影响。在所提出的方法中，通过使用先前提出的模拟动态破裂的方法来去除周期性边界。弹性静力效应的积分内核，可以无限远地到达源头，用解析表示，并取代了传统 SBIEM 中的积分内核。新方法只需要模拟源分布两倍长的区域，因此计算成本明显低于传统 SBIEM 在无限介质中模拟故障所需的计算成本。距离的影响 我提出了一个新的 SBIEM，它不受这种人工周期边界条件的影响。在所提出的方法中，通过使用先前提出的模拟动态破裂的方法来去除周期性边界。弹性静力效应的积分内核，可以无限远地到达源头，用解析表示，并取代了传统 SBIEM 中的积分内核。新方法只需要模拟源分布的两倍长的区域，因此计算成本明显低于传统 SBIEM 在无限介质中模拟故障所需的计算成本。距离的影响 弹性静力效应的积分内核，可以无限远地到达源头，用解析表示，并取代了传统 SBIEM 中的积分内核。新方法只需要模拟源分布的两倍长的区域，因此计算成本明显低于传统 SBIEM 在无限介质中模拟故障所需的计算成本。距离的影响 弹性静力效应的积分内核，可以无限远地到达源头，用解析表示，并取代了传统 SBIEM 中的积分内核。新方法只需要模拟源分布的两倍长的区域，因此计算成本明显低于传统 SBIEM 在无限介质中模拟故障所需的计算成本。距离的影响通过比较传统和提议的 SBIEM 之间典型问题设置的解决方案，研究了人工周期边界之间的λ。结果表明，人为的周期性边界导致与λ ^-2成正比的重复间隔的高估。如果λ是故障长度的四倍，则间隔被高估了不到 1%。因此，人为的周期性边界对先前研究的结论只有适度的影响。