变网格波动方程高阶有限差分正演模拟研究

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	作者：段宏凯 ; 张晓丹 ; 佘翼翀 ; 谢宝林 ; 杨白雪 关键词：多尺度网格 ; 步长 ; 过渡带 ; 波场模拟 ; 计算效率 中文刊名：DNZS 英文刊名：Computer Knowledge and Technology 机构：西安工程大学电子信息学院; 出版日期：2019-03-05 出版单位：电脑知识与技术 年：2019 期：v.15 基金：陕西省教育厅自然科学专项资金(No.16JK1322);; 国家自然科学基金青年基金(No.61401347);; 陕西省自然科学基础研究计划项目(2018JQ4016) 语种：中文; 页：DNZS201907110 页数：3 CN：07 ISSN：34-1205/TP 分类号：258-260

摘要

在地震波场数值模拟中,如何使计算结果兼备高效性与准确性一直是地震勘探学者研究的热点之一.为保证计算精度,传统方法采用统一的较小步长进行有限差分计算,严重降低了正演模拟的计算效率.提出了一种根据地质模型特点对不同的速度层采用不同尺度网格,并优化过渡带的方法,首先,分析研究对象的速度模型从而确定多尺度网格划分规则,其次,确定过渡带范围,最后,求取过渡带内外各点波场系数与差分点数,最终获得整个模型网格点的波场值.通过文中的实验结果可见,在保证与常规网格方法模拟精度不变的前提下,使用多尺度网格方法进行数值模拟的计算效率明显提高,就本文的算例而言,平均可以达到25.16%.
        

引文

[1]Wang, Fangbo;Sett, Kallol. Time-domain stochastic finite ele-ment simulation of uncertain seismic wave propagation throughuncertain heterogeneous solids[J]. Soil Dynamics and Earthquake Engineering:2016,88:369-385.
    [2]张赓,庹先国,张毅.浅层地震反射波法数据采集参数正演模拟研究[J].工程勘察:2015,(1):93-98.
    [3]Jian-Ping Huang; Ying-Ming Qu. Variable-coordinate forwardmodeling of irregular surface based on dual-variable grid[J].Applied Geophysics:2015,12(1):101-110.
    [4]李斌,温明明,牟泽霖.用于声波正演模拟的时空域高精度交错网格有限差分方法[J]. CT理论与应用研究:2017, 3:259-266.
    [5]岳晓鹏,白超英,岳崇旺.高阶交错网格有限差分弹性波场模拟的精度分析[J].煤田地质与勘探:2017,1,125-130.
    [6]Wei-Zhong Wang,Tian-Yue Hu,x. Variable-order rotated stag-gered-grid method for elastic-wave forward modeling[J]. Applied Geophysics:2015,12(3):389-400.
    [7]王建,孟小红,刘洪.余弦修正二项式窗的交错网格有限差分地震正演方法[J].应用地球物理(英文版):2017,1:115-124.
    [8]冯吉浩,曹丹平,秦海旭.基于波动方程正演模拟的多尺度地震资料反射特征分析[J].地球物理学进展:2016(3):1058-1065.
    [9]梁文全,赖永明,姜琳.适于声波方程数值模拟的时间-空间域有限差分算子改进线性算法[J].地震工程学报:2016,5:815-821.
    [10]Jastram C,Tessmer E. Elastic modeling on a grid with vertical-ly varying spacing[J]. Geophysics Prospecting:1994, 42(4):357-370.
    [11]张剑锋.弹性波数值模拟的非规则网格差分方法[J].地球物理学报:1998,41(增刊):357-366.
    [12]董良国,李培明.地震波传播数值模拟中的频散问题[J].天然气工业,2004,24(6):53-56.