用于地震数值模拟研究的数据库及应用平台 被引量：1

1

作者 罗艳 郑月军 +2 位作者 陈连旺 陆远忠 黄忠贤 《地震学报》 CSCD 北大核心 2006年第6期669-672,679,共4页

关键词 地震数值模拟 数据库 应用平台开发

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采用混合共轭梯度迭代的频域地震数值模拟

2

作者 刘文革 周觅路 +2 位作者 彭浩天 刘福烈 牟其松 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期1088-1096,I0004,共10页

当前频率域地震数值模拟中的时谐波动方程求解通常采用LU直接分解法或Krylov子空间迭代法。直接分解法占用内存大,耗费时间长,且难以模拟高维度、高密度地震采集;一般的Krylov子空间迭代法收敛速度较慢,在处理复杂模型时可能会出现不收... 当前频率域地震数值模拟中的时谐波动方程求解通常采用LU直接分解法或Krylov子空间迭代法。直接分解法占用内存大,耗费时间长,且难以模拟高维度、高密度地震采集;一般的Krylov子空间迭代法收敛速度较慢,在处理复杂模型时可能会出现不收敛的情况。为此,在现有共轭梯度类算法的基础上发展了一种优化的Krylov子空间法——混合共轭梯度算法,用于求解时谐波动方程。层状介质模型和标准模型的数值模拟结果表明:与LU直接法相比,新方法在保证模拟精度的前提下,可有效降低内存需要、减少计算用时;与双共轭梯度稳定迭代法相比,在处理复杂模型时具有更高的计算稳定性。 展开更多

关键词 频率域 地震数值模拟 KRYLOV子空间 共轭梯度 时谐波动方程

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地震声波数值模拟中的透射边界条件 被引量：1

3

作者 邢丽 《科学技术与工程》 2009年第13期3607-3611,共5页

地震波传播的数值模拟中,在有限区域建立吸收边界条件是一个很重要的问题。在不同类型的吸收边界条件中,比较经典地是Clayton和Engquist提出得Clayton-Engquist吸收边界条件,透射边界条件(MTF)是通过直接模拟各种单向波动的共同运动学... 地震波传播的数值模拟中,在有限区域建立吸收边界条件是一个很重要的问题。在不同类型的吸收边界条件中,比较经典地是Clayton和Engquist提出得Clayton-Engquist吸收边界条件,透射边界条件(MTF)是通过直接模拟各种单向波动的共同运动学特征来建立的一种边界条件,算法简单容易。重点讨论了MTF边界条件并通过数值计算与被传统应用的CE吸收边界条件作比较。 展开更多

关键词 地震声波数值模拟 有限元 有限差分 吸收边界条件 CE MTF

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煤层气储层地震预测与评价技术发展现状及趋势

4

作者 吴海波 张平松 +6 位作者 许时昂 黄亚平 董守华 程彦 李东会 张生 张敏 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第6期233-245,共13页

【背景】煤层气储层地震预测与评价技术经历了三十多年的快速发展,在煤层气勘探中扮演着不可或缺的角色。【方法】回顾了煤层气储层地震预测与评价技术体系内煤层气储层地震岩石物理测试、建模与反演,煤层气储层地震波场模拟,煤层气地震... 【背景】煤层气储层地震预测与评价技术经历了三十多年的快速发展,在煤层气勘探中扮演着不可或缺的角色。【方法】回顾了煤层气储层地震预测与评价技术体系内煤层气储层地震岩石物理测试、建模与反演,煤层气储层地震波场模拟,煤层气地震AVO反演与地震属性反演,以及煤层气储层资源与工程“甜点区”综合地震预测等多项核心技术方向的发展历程及现状。剖析了煤层气储层吸附气、双重孔裂隙系统、黏弹性和薄层等特性对该型储层地震预测与评价技术精度及分辨率的影响与限制。从煤层气储层开发目标的转变、地震勘探关键环节的技术迭代两个视角,展望了煤层气储层地震预测与评价技术的发展趋势与方向。【展望】未来,煤层气地震预测与评价技术将紧跟深部煤层气开发与煤系多气一体化共采的发展方向,在储层岩石物理精细刻画、数值建模与模拟、高精度探测数据采集、目标导向型精细化处理、多参数高精度智能反演以及“甜点区”综合识别等多项技术方向上形成突破,助推实现煤层气勘探领域新的跨越式发展。 展开更多

关键词 煤层气 超声波测试 岩石物理建模 地震波场数值模拟 地震反演

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声波方程数值模拟中的任意广角单程波吸收边界 被引量：4

5

作者 张红静 周辉 +2 位作者 陈汉明 林鹤 王杰 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期576-582,676+502,共7页

地震数值模拟需要使用稳定有效的吸收边界条件,以达到衰减人工截断边界反射的目的。本文将一种高精度单程波方程,即任意广角波动方程(AWWE)用作二阶声波方程的吸收边界条件,采用有限差分法给出边界的计算公式,并对角点进行了特殊处理。... 地震数值模拟需要使用稳定有效的吸收边界条件,以达到衰减人工截断边界反射的目的。本文将一种高精度单程波方程,即任意广角波动方程(AWWE)用作二阶声波方程的吸收边界条件,采用有限差分法给出边界的计算公式,并对角点进行了特殊处理。均匀模型与解析分析法结果的对比及Marmousi模型波场模拟证实:AWWE用作吸收边界能适用于较大入射角情况,其吸收效果明显优于传统的二阶傍轴近似吸收边界条件(CE2);AWWE吸收边界几乎不增加额外计算量,并且不影响内部区域数值计算的稳定性。 展开更多

关键词 地震波数值模拟 AWWE吸收边界条件 有限差分 声波方程

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利用有限正弦和有限余弦变换模拟地震波场:声波方程 被引量：7

6

作者 孙建国 王雪秋 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期108-112,共5页

研究了一种利用有限正弦和有限余弦变换解变密度声波方程的方法,它的基本思想有下列4点:(1)对声波方程两端进行关于一个或多个变量的有限正弦或有限余弦变换;(2)将待求波场的Fourier正弦或余弦级数表达式代入到经过变换后的波动方程之中... 研究了一种利用有限正弦和有限余弦变换解变密度声波方程的方法,它的基本思想有下列4点:(1)对声波方程两端进行关于一个或多个变量的有限正弦或有限余弦变换;(2)将待求波场的Fourier正弦或余弦级数表达式代入到经过变换后的波动方程之中,进而得到级数表达系数所满足的微分方程式;(3)分别对时间和未作变换的空间导数进行有限差分或其它形式的近似,得到变换系数所满足的离散(矩阵)方程;(4)将通过解离散(矩阵)方程而得到的变换系数代入到相应的反演公式中去,用求和的方式得到待求波场的数值解。与其它方法相比,利用有限正弦和有限余弦的优点在于可以无限制地扩展变换方向的计算区间和可以处理任意变化的速度和密度结构而不明显地增加计算量。 展开更多

关键词 有限正弦和有限余弦变化变换 地震波场数值模拟 强速度变化

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地震动有限元模拟方法的精度验证 被引量：1

7

作者 丁海平 罗光财 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2010年第6期38-42,共5页

假定破裂断层到地面覆盖层之间的地壳结构为均匀的各向同性介质,将移动位错源在全空间辐射的地震波作为覆盖层底部的入射波,采用有限元方法进行覆盖层地震响应分析,就能得到考虑断层破裂过程的地震动数值模拟结果。这种方法可以大大减... 假定破裂断层到地面覆盖层之间的地壳结构为均匀的各向同性介质,将移动位错源在全空间辐射的地震波作为覆盖层底部的入射波,采用有限元方法进行覆盖层地震响应分析,就能得到考虑断层破裂过程的地震动数值模拟结果。这种方法可以大大减小计算区域,从而提高计算效率。本文对基于位错源得到的均匀弹性全空间的解析解和有限元法的结果进行了比较,验证了该方法的计算精度。 展开更多

关键词 活动断层 位错 地震波数值模拟 有限元方法

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精细积分法三维地震波正演模拟 被引量：7

8

作者 王润秋 张明 +1 位作者 费建博 黄文锋 《勘探地球物理进展》 2006年第6期394-397,共4页

将任意差分精细积分法用于三维地震正演模拟,首先推导了求解三维波动方程的任意差分精细积分计算公式,并结合吸收边界条件实现了三维地下断层构造加穹隆的地质模型正演。该方法为半解析的数值方法。计算实例表明,子波数值频散现象得到... 将任意差分精细积分法用于三维地震正演模拟,首先推导了求解三维波动方程的任意差分精细积分计算公式,并结合吸收边界条件实现了三维地下断层构造加穹隆的地质模型正演。该方法为半解析的数值方法。计算实例表明,子波数值频散现象得到较好的控制,反射信号走时准确,可方便地应用到三维实际地质模型的地震正演中。 展开更多

关键词 地震波场数值模拟 正演模拟 任意差分精细积分 波动方程 有限差分

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波场数值模拟技术 被引量：34

9

作者 佘德平 《勘探地球物理进展》 2004年第1期16-21,共6页

地震波场数值模拟技术是认识地震波传播规律和检验各种方法技术应用效果的工具,是联结地震、地质、钻井、测井和油藏工程的纽带,贯穿于地震波理论研究、资料采集、处理、解释和油藏工程的各个环节。首先介绍了数值模拟技术的作用,其次... 地震波场数值模拟技术是认识地震波传播规律和检验各种方法技术应用效果的工具,是联结地震、地质、钻井、测井和油藏工程的纽带,贯穿于地震波理论研究、资料采集、处理、解释和油藏工程的各个环节。首先介绍了数值模拟技术的作用,其次介绍了发展现状,最后展望了未来几年该技术的发展趋势。 展开更多

关键词 油气勘探 地震勘探 地震波场数值模拟技术 波动方程 强波阻抗面 偏移速度

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基于含气泡液体声波方程的海底冷泉数值模拟 被引量：3

10

作者 张闪闪 谷丙洛 +2 位作者 任志明 段沛然 李振春 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期3505-3519,共15页

海底冷泉羽状流与海底天然气水合物的分布密切相关,对水合物稳定带的边界具有指示作用,是未来能源勘探的重要领域.研究海底冷泉羽状流的地震响应特征,对确定天然气水合物的储集区域及成藏环境等均有重要意义.当前获得海底冷泉羽状流的... 海底冷泉羽状流与海底天然气水合物的分布密切相关,对水合物稳定带的边界具有指示作用,是未来能源勘探的重要领域.研究海底冷泉羽状流的地震响应特征,对确定天然气水合物的储集区域及成藏环境等均有重要意义.当前获得海底冷泉羽状流的地震响应主要通过数值模拟进行,然而该过程所依据的含气泡介质声速模型及随机介质理论不能完整描述海底冷泉的物理性质,采用的声波方程也不适用于高频地震波数值模拟.为了准确地实现海底冷泉羽状流地震波数值模拟,精确分析其地震响应特征,本文提出利用Keller-Miksis气泡振动模型来描述气泡在声波作用下的运动状态,同时考虑气泡间的相互作用,建立海底冷泉气泡模型.在此基础上,本文创新性地采用含气泡液体声波方程进行海底冷泉高频地震波数值模拟.数值模拟结果表明,本文提出的方法能够实现海底冷泉羽状流地震响应的高精度数值模拟. 展开更多

关键词 海底冷泉 地震波数值模拟 含气泡液体 传播特性

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使用GPU模拟地震波传播的性能研究 被引量：3

11

作者 刘伟峰 王永胜 +1 位作者 张天雷 张兵 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期170-174,共5页

地震波传播的高性能数值模拟是地震研究的重要组成部分。通过挖掘地震波传播弹性动力学方程和其有限差分离散的并行性,着重对地震波传播模拟在GPU体系结构上的性能进行研究。提出了使用GPU模拟地震波传播的优化算法,包括GPU上特有的区... 地震波传播的高性能数值模拟是地震研究的重要组成部分。通过挖掘地震波传播弹性动力学方程和其有限差分离散的并行性,着重对地震波传播模拟在GPU体系结构上的性能进行研究。提出了使用GPU模拟地震波传播的优化算法,包括GPU上特有的区域分解法和子区域网格上最大化访存联合的两类片内存储器访问方案。实验表明,优化后的GPU实现与使用英特尔线程构建模块优化的双核CPU上的实现相比获得了42倍以上的加速比。 展开更多

关键词 地震波传播的数值模拟 地震波可视化 图形处理器 计算统一设备架构

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青海玉树M_S7.1地震发震过程的数值模拟

12

作者 王连捷 崔军文 +3 位作者 王薇 乔子江 孙东生 赵卫华 《地质力学学报》 CSCD 2010年第2期137-145,共9页

根据玉树地区的地应力场、速度场和断层展布,对青海玉树2010年4月14日MS7.1级地震发震机理进行了数值模拟。将围岩看成弹性体,断层看成具有应变软化的弹塑性体,断层和围岩组成统一的地质介质系统。在地应力、孔隙压力及边界位移的作用下... 根据玉树地区的地应力场、速度场和断层展布,对青海玉树2010年4月14日MS7.1级地震发震机理进行了数值模拟。将围岩看成弹性体,断层看成具有应变软化的弹塑性体,断层和围岩组成统一的地质介质系统。在地应力、孔隙压力及边界位移的作用下,应力逐渐积累,当达到断层摩擦破坏强度时,断层产生应变软化,断层突然滑动,能量突然释放,应力突然下降,形成地震。模拟结果表明:玉树7.1级地震是在印度板块向北推挤,青藏高原向东南侧向挤压,在玉树地区形成主压应力为北东80°方向的水平应力场,使甘孜-玉树断裂带产生左旋走滑错动形成的。计算结果给出了应力降、能量释放量、断层走滑错动量、地震复发周期、应力积累速度等重要参数,模拟结果与野外调查资料具有较好的一致性。 展开更多

关键词 玉树地震 地震数值模拟 应变软化模型 地震非稳定模型

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场地地震动局部地形效应研究进展 被引量：15

13

作者 郭明珠 赵芳 赵凤仙 《震灾防御技术》 CSCD 2013年第3期311-318,共8页

本文对地震动地形效应的影响因素及其规律进行了阐述和分析。主要对局部地形几何形状,入射波的入射角度、频率,震源相对位置及震源深度等因素对地形效应影响的国内外研究现状进行了综述。同时,介绍了地震数值模拟在地震动地形效应研究... 本文对地震动地形效应的影响因素及其规律进行了阐述和分析。主要对局部地形几何形状,入射波的入射角度、频率,震源相对位置及震源深度等因素对地形效应影响的国内外研究现状进行了综述。同时,介绍了地震数值模拟在地震动地形效应研究中的应用,并对进一步研究提出了一些建议。 展开更多

关键词 地形效应 局部地形几何形状 震源特性 地震数值模拟

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模型正演技术在碳酸盐岩油气藏地震资料解释中的应用 被引量：21

14

作者 刘军迎 雍学善 高建虎 《岩性油气藏》 CSCD 2007年第1期109-112,共4页

针对不同的碳酸盐岩沉积特征设计不同的地质模型,进行数值模拟计算,并结合实际地质沉积特征,从理论上分析溶洞、礁体等目标体地震波场响应特征及地震资料解释中的假象和陷阱,指出了正确的解释方法和依据,对提高碳酸盐岩发育区地震资料... 针对不同的碳酸盐岩沉积特征设计不同的地质模型,进行数值模拟计算,并结合实际地质沉积特征,从理论上分析溶洞、礁体等目标体地震波场响应特征及地震资料解释中的假象和陷阱,指出了正确的解释方法和依据,对提高碳酸盐岩发育区地震资料岩性解释的可靠性及提高碳酸盐岩油气藏勘探成功率方面具有重要的参考价值。 展开更多

关键词 溶洞 生物礁 地震波场数值模拟 波场快照

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三维精细积分法地震正演及边界条件 被引量：1

15

作者 王润秋 张明 张崴 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期202-207,共6页

将任意差分精细积分法用于三维波动方程地震正演,关键在于如何消除数值计算中有限波场区域边界引起的边界反射。文中采用Berenger给出的电磁波完全匹配层吸收边界条件,推导出三维波动方程任意差分精细积分法地震正演的完全匹配层吸收边... 将任意差分精细积分法用于三维波动方程地震正演,关键在于如何消除数值计算中有限波场区域边界引起的边界反射。文中采用Berenger给出的电磁波完全匹配层吸收边界条件,推导出三维波动方程任意差分精细积分法地震正演的完全匹配层吸收边界条件计算公式,并给出了完全匹配层吸收边界条件算例。计算结果表明,此方法压制边界反射效果明显。三维波动方程地震正演模拟实例表明,完全匹配层吸收边界条件的任意差分精细积分法为复杂区地震波传播规律研究提供了一种实用的正演模拟工具。 展开更多

关键词 三维地震波场数值模拟 任意差分精细积分 波动方程 完全匹配层吸收边界

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青海玉树M_S7.1级地震发震应力场与非稳定发震机理的模拟

16

作者 王连捷 王薇 +3 位作者 崔军文 孙东生 乔子江 赵卫华 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期2779-2787,共9页

分析了玉树地区的地应力场、速度场.在此基础上,对青海玉树2010.4.14 Ms7.1级地震发震机理进行了数值模拟.将围岩看成弹性体,断层看成具有应变软化特性的弹塑性体,断层和围岩组成统一的地质介质系统.在地应力、孔隙压力及边界位移的作用... 分析了玉树地区的地应力场、速度场.在此基础上,对青海玉树2010.4.14 Ms7.1级地震发震机理进行了数值模拟.将围岩看成弹性体,断层看成具有应变软化特性的弹塑性体,断层和围岩组成统一的地质介质系统.在地应力、孔隙压力及边界位移的作用下,应力逐渐积累,当达到断层的摩擦破坏强度时,断层产生位移软化,断层突然滑动,能量突然释放,应力突然下降,形成地震.根据这一过程,对玉树地震进行了模拟.玉树7.1级地震是在印度板块向北推挤,青藏高原向东南侧向挤压,在玉树地区形成主压应力为北东东方向的水平应力场,使甘孜一玉树断裂带产生左旋走滑错动形成的.模拟结果给出了应力降、能量释放量、断层走滑和垂直错动量、地表变形,地震复发周期、应力积累速度等重要参数,模拟结果与野外调查资料具有较好的一致性. 展开更多

关键词 玉树地震 地震数值模拟 应变软化 地震非稳定过程

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慢地震研究中的一些问题 被引量：32

17

作者 张晁军 石耀霖 马丽 《中国科学院研究生院学报》 CAS CSCD 2005年第3期258-269,共12页

对慢地震研究中一些问题的研究现状进行了综述 ,包括 :慢地震的定义及特征、慢地震的识别和定位、慢地震孕育的地质构造背景和产生的物理机制、慢地震孕育和发生过程的数值模拟等 ,也涉及到长周期前兆与慢地震的关系、慢地震与应力触发... 对慢地震研究中一些问题的研究现状进行了综述 ,包括 :慢地震的定义及特征、慢地震的识别和定位、慢地震孕育的地质构造背景和产生的物理机制、慢地震孕育和发生过程的数值模拟等 ,也涉及到长周期前兆与慢地震的关系、慢地震与应力触发、地震活动性的关系 .笔者认为 ,在中国起动慢地震研究 ,首先应解决慢地震识别、定位和震源机制问题 ,确切验证中国大陆是否存在慢地震 .为此需要加强各个地区的台网观测密度和发展宽频带地震仪、应变仪、GPS、InSAR的综合观测 ,并应加强对多种资料的综合理论分析及模拟的能力 . 展开更多

关键词 慢地震 长周期地震事件 识别、定位和机制 数值模拟

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基于三元伪随机编码的可控震源信号设计方法 被引量：7

18

作者 王忠仁 樊丹丹 +1 位作者 高健 刘向南 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期534-536,共3页

常规的可控震源线性扫描信号的地震响应存在着相关信号旁瓣大、分辨率低的缺点,用二元伪随机编码信号作为可控震源的扫描信号,在地震响应剖面中存在严重的相干噪声,降低了地震记录的信噪比。本文利用具有理想相关特性的三元伪随机序列... 常规的可控震源线性扫描信号的地震响应存在着相关信号旁瓣大、分辨率低的缺点,用二元伪随机编码信号作为可控震源的扫描信号,在地震响应剖面中存在严重的相干噪声,降低了地震记录的信噪比。本文利用具有理想相关特性的三元伪随机序列进行可控震源信号编码设计,并经三元伪随机编码扫描地震响应的数值模拟表明,利用具有理想相关特性的三元伪随机序列进行可控震源信号编码设计,使地震响应剖面中的相干噪声较二元编码结果显著地减弱,从而使得地震响应剖面的信噪比得到明显提高。 展开更多

关键词 可控震源 三元伪随机序列 编码 相干噪声 地震数值模拟

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可控震源匹配扫描方法研究 被引量：7

19

作者 王忠仁 高健 林君 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2754-2759,共6页

常规的可控震源Chirp扫描信号的地震响应存在着相关信号旁瓣大、分辨率低的缺点;用二元伪随机编码信号作为可控震源的驱动信号,地震响应剖面中存在严重的相关噪声,降低了地震记录的信噪比.本文提出的可控震源匹配扫描方法,利用匹配伪随... 常规的可控震源Chirp扫描信号的地震响应存在着相关信号旁瓣大、分辨率低的缺点;用二元伪随机编码信号作为可控震源的驱动信号,地震响应剖面中存在严重的相关噪声,降低了地震记录的信噪比.本文提出的可控震源匹配扫描方法,利用匹配伪随机序列偶调制正弦载波信号作为可控震源驱动信号进行扫描激发,得到两个匹配的原始地震记录,对两个匹配的原始地震记录分别解码后再进行叠加形成最终的综合解码地震剖面.地震数值模拟的结果表明,该方法基本不存在常规Chirp扫描情形的旁瓣效应,可有效避免m-序列编码扫描情形的相关噪声,其最后形成的综合解码地震剖面可以与脉冲震源的炮集记录相媲美. 展开更多

关键词 可控震源 匹配扫描 旁瓣效应 相关噪声 地震数值模拟

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高精度傅里叶有限差分法模型正演 被引量：7

20

作者 刘文革 贺振华 +1 位作者 黄德济 杜增利 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期629-633,733+604-605,共5页

波动方程数值模拟方法分为有限差分法和频率—波数域法两类,其中有限差分法的计算精度取决于波场外推算子的近似程度、离散网格间距及差分方程阶数,它能适应速度任意横向变化,但在大倾角处易出现频散现象及背景噪声。频率—波数域法算... 波动方程数值模拟方法分为有限差分法和频率—波数域法两类,其中有限差分法的计算精度取决于波场外推算子的近似程度、离散网格间距及差分方程阶数,它能适应速度任意横向变化,但在大倾角处易出现频散现象及背景噪声。频率—波数域法算法简单、精度高、噪声小,能适应任意地层倾角情况,但不适于速度场的任意横向变化。文中结合有限差分法和频率—波数域法的优点,应用傅里叶有限差分法(FFD)实现在多域用高精度延拓算子对模型进行地震记录的数值模拟,其波场外推算子由相移项、折射项(时移项)和有限差分补偿项组成。对FFD法进行了理论与误差分析,并用单程声波方程分别进行了层状模型和SEG/EAGE盐丘模型的数值模拟试验。数值试验的对比分析表明,FFD法适用于速度场横向剧烈变化情形,且具有精度高、无频散、背景噪声弱等优点,模拟结果反射特征清楚,能对复杂地质构造进行准确的地震数值模拟。 展开更多

关键词 波动方程 地震数值模拟 有限差分法 频率一波数域法 傅里叶有限差分法

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