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重力异常场空间-波数混合域三维数值模拟
被引量：
6
1
作者
戴世坤
陈轻蕊
+1 位作者
李昆
凌嘉宣
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第5期2107-2119,共13页
重力勘探中复杂条件下的三维正演计算量大存储要求高,使得这种条件下重力勘探高效、精细正反演变得困难.针对这一问题,提出一种空间-波数混合域数值模拟方法,该方法将空间域引力位积分进行水平方向二维傅里叶变换,将三维空间域卷积问题...
重力勘探中复杂条件下的三维正演计算量大存储要求高,使得这种条件下重力勘探高效、精细正反演变得困难.针对这一问题,提出一种空间-波数混合域数值模拟方法,该方法将空间域引力位积分进行水平方向二维傅里叶变换,将三维空间域卷积问题转换为多个不同波数之间相互独立的空间垂向一维积分问题,一维积分垂向可离散为多个单元积分之和,每个单元采用二次形函数表征密度变化,可得出单元积分的解析表达式.该方法计算量和存储需求少,算法高度并行;保留垂向为空间域,优势之一在于可根据实际情况合理调整单元疏密程度,准确模拟任意复杂地形和密度异常体的重力异常,兼顾计算精度与计算效率;优势之二在于用形函数拟合求得积分的解析解,计算精度和效率高;充分利用一维形函数积分的高效和高精度,不同波数之间一维积分高度并行性及快速傅里叶变换的高效性,实现重力异常场三维数值模拟.设计棱柱体模型,通过数值解和解析解对比验证了该方法的正确性、适用性和高效性.针对任意复杂地形条件下的重力场及其张量的模拟问题,提出一种快速算法,对其有效性进行了验证.探究标准FFT法的截断效应对计算精度的影响,对比分析Gauss-FFT法和标准FFT扩边法两种方法的计算精度和效率,总结了二者的选取策略,结果表明选用标准FFT扩边法计算效率更高.实际地形的数值模拟表明本文算法适用于任意复杂地形的高效计算.
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关键词
重力数值模拟
空间-波数混合域
傅里叶变换
形函数积分
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职称材料
空间—波数混合域二度体重力异常正演
被引量：
2
2
作者
戴世坤
王旭龙
+3 位作者
赵东东
刘志伟
张钱江
孙金飞
《石油地球物理勘探》
EI
CSCD
北大核心
2019年第6期1383-1389,I0014,I0015,共9页
针对任意密度分布的二度体重力异常的计算,提出了一种空间-波数混合域二度体重力异常正演方法。该方法将二度体引力位满足的偏微分方程通过一维傅里叶变换,转化为不同波数相互独立的常微分方程,并采用基于二次插值的一维有限单元法求解...
针对任意密度分布的二度体重力异常的计算,提出了一种空间-波数混合域二度体重力异常正演方法。该方法将二度体引力位满足的偏微分方程通过一维傅里叶变换,转化为不同波数相互独立的常微分方程,并采用基于二次插值的一维有限单元法求解该常微分方程。该方法充分利用了傅里叶变换的高效性和垂向网格剖分的灵活性,实现了二度体重力异常的高效、高精度数值模拟。采用截面为矩形的常密度和变密度的二度体模型,对所提算法的计算精度和速度进行检验,结果表明,与传统的二度体正演方法相比,算法在保证计算精度的同时,提高了计算效率。
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关键词
重力异常
空间-波数混合域
二度体
正演
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职称材料
求解二阶解耦弹性波方程的低秩分解法和低秩有限差分法
被引量：
8
3
作者
袁雨欣
胡婷
+2 位作者
王之洋
郭鹏
刘洪
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第8期3324-3333,共10页
时间域的波场延拓方法在本质上都可以归结为对一个空间-波数域算子的近似.本文基于一阶波数-空间混合域象征,提出一种新的方法求解解耦的二阶位移弹性波方程.该方法采用交错网格,连续使用两次一阶前向和后向拟微分算子,推导得到了解耦...
时间域的波场延拓方法在本质上都可以归结为对一个空间-波数域算子的近似.本文基于一阶波数-空间混合域象征,提出一种新的方法求解解耦的二阶位移弹性波方程.该方法采用交错网格,连续使用两次一阶前向和后向拟微分算子,推导得到了解耦的二阶位移弹性波方程的波场延拓算子.由于该混合域象征在伪谱算子的基础上增加了一个依赖于速度模型的补偿项,可以补偿由于采用二阶中心差分计算时间微分项带来的误差,有效地减少模拟结果的数值频散,提高模拟精度.然而,在非均匀介质中,直接计算该二阶的波场延拓算子,每一个时间步上需要做N次快速傅里叶逆变换,其中N是总的网格点数.为了减少计算量,提出了交错网格低秩分解方法;针对常规有限差分数值频散问题,本文将交错网格低秩方法与有限差分法结合,提出了交错网格低秩有限差分法.数值结果表明,交错网格低秩方法和交错网格低秩有限差分法具有较高的精度,对于复杂介质的地震波数值模拟和偏移成像具有重要的价值.
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关键词
波场延拓
波数
-
空间
混合
域
象征
交错网格低秩分解方法
交错网格低秩有限差分法
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职称材料
题名
重力异常场空间-波数混合域三维数值模拟
被引量：
6
1
作者
戴世坤
陈轻蕊
李昆
凌嘉宣
机构
中南大学地球科学与信息物理学院
中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室
出处
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第5期2107-2119,共13页
基金
国家自然科学基金项目(41574127)
国家科技重大专项(2018YFC0603602)
中南大学研究生自主创新项目(2018zzts200,2018zzts203)联合赞助.
文摘
重力勘探中复杂条件下的三维正演计算量大存储要求高,使得这种条件下重力勘探高效、精细正反演变得困难.针对这一问题,提出一种空间-波数混合域数值模拟方法,该方法将空间域引力位积分进行水平方向二维傅里叶变换,将三维空间域卷积问题转换为多个不同波数之间相互独立的空间垂向一维积分问题,一维积分垂向可离散为多个单元积分之和,每个单元采用二次形函数表征密度变化,可得出单元积分的解析表达式.该方法计算量和存储需求少,算法高度并行;保留垂向为空间域,优势之一在于可根据实际情况合理调整单元疏密程度,准确模拟任意复杂地形和密度异常体的重力异常,兼顾计算精度与计算效率;优势之二在于用形函数拟合求得积分的解析解,计算精度和效率高;充分利用一维形函数积分的高效和高精度,不同波数之间一维积分高度并行性及快速傅里叶变换的高效性,实现重力异常场三维数值模拟.设计棱柱体模型,通过数值解和解析解对比验证了该方法的正确性、适用性和高效性.针对任意复杂地形条件下的重力场及其张量的模拟问题,提出一种快速算法,对其有效性进行了验证.探究标准FFT法的截断效应对计算精度的影响,对比分析Gauss-FFT法和标准FFT扩边法两种方法的计算精度和效率,总结了二者的选取策略,结果表明选用标准FFT扩边法计算效率更高.实际地形的数值模拟表明本文算法适用于任意复杂地形的高效计算.
关键词
重力数值模拟
空间-波数混合域
傅里叶变换
形函数积分
Keywords
Gravity anomaly field numerical simulation
Space
-
wave number mixing domain
Fourier transform
Shape function integral
分类号
P631 [天文地球—地质矿产勘探]
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职称材料
题名
空间—波数混合域二度体重力异常正演
被引量：
2
2
作者
戴世坤
王旭龙
赵东东
刘志伟
张钱江
孙金飞
机构
有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室
中南大学地球科学与信息物理学院
中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司
桂林理工大学地球科学学院
东方地球物理公司大庆物探一公司
出处
《石油地球物理勘探》
EI
CSCD
北大核心
2019年第6期1383-1389,I0014,I0015,共9页
基金
国家重大研发计划项目“可控源电磁法三维逆散射电阻率极化率精细反演成像方法研究与软件研发”(2018YFC0603602)
国家自然科学基金项目“各向异性介质多次覆盖可控源电磁法三维高效数值模拟与反演成像及最佳观测系统研究”(41574127)
+2 种基金
中南大学研究生自主探索创新项目“重磁位场空间波数混合域二维正反演研究”(2018ZZTS710)
广西自然科学基金项目“含激电效应的可控源电磁法正反演成像、最优化观测系统及应用研究”(2018GXSFAA050070)
广西科技基地和人才专项“基于电磁场分量的RMT/CSRMT二维正反演算法及应用研究”(AD19110058)联合资助
文摘
针对任意密度分布的二度体重力异常的计算,提出了一种空间-波数混合域二度体重力异常正演方法。该方法将二度体引力位满足的偏微分方程通过一维傅里叶变换,转化为不同波数相互独立的常微分方程,并采用基于二次插值的一维有限单元法求解该常微分方程。该方法充分利用了傅里叶变换的高效性和垂向网格剖分的灵活性,实现了二度体重力异常的高效、高精度数值模拟。采用截面为矩形的常密度和变密度的二度体模型,对所提算法的计算精度和速度进行检验,结果表明,与传统的二度体正演方法相比,算法在保证计算精度的同时,提高了计算效率。
关键词
重力异常
空间-波数混合域
二度体
正演
Keywords
gravity anomaly
space
-
wavenumber mixed domain
2D body
forward modeling
分类号
P631 [天文地球—地质矿产勘探]
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职称材料
题名
求解二阶解耦弹性波方程的低秩分解法和低秩有限差分法
被引量：
8
3
作者
袁雨欣
胡婷
王之洋
郭鹏
刘洪
机构
中国科学院地质与地球物理研究所
中国科学院地球科学研究院
中国科学院油气资源研究院重点实验室
中国科学院大学
中国地震局兰州地震研究所
出处
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第8期3324-3333,共10页
基金
国家自然科学基金项目(41630319)
中国博士后科学基金(2016M591244)
+1 种基金
国家重点研发计划深地专项项目(2016YFC0601101)
中国石油集团"弹性波地震成像技术合作研发课题"联合资助
文摘
时间域的波场延拓方法在本质上都可以归结为对一个空间-波数域算子的近似.本文基于一阶波数-空间混合域象征,提出一种新的方法求解解耦的二阶位移弹性波方程.该方法采用交错网格,连续使用两次一阶前向和后向拟微分算子,推导得到了解耦的二阶位移弹性波方程的波场延拓算子.由于该混合域象征在伪谱算子的基础上增加了一个依赖于速度模型的补偿项,可以补偿由于采用二阶中心差分计算时间微分项带来的误差,有效地减少模拟结果的数值频散,提高模拟精度.然而,在非均匀介质中,直接计算该二阶的波场延拓算子,每一个时间步上需要做N次快速傅里叶逆变换,其中N是总的网格点数.为了减少计算量,提出了交错网格低秩分解方法;针对常规有限差分数值频散问题,本文将交错网格低秩方法与有限差分法结合,提出了交错网格低秩有限差分法.数值结果表明,交错网格低秩方法和交错网格低秩有限差分法具有较高的精度,对于复杂介质的地震波数值模拟和偏移成像具有重要的价值.
关键词
波场延拓
波数
-
空间
混合
域
象征
交错网格低秩分解方法
交错网格低秩有限差分法
Keywords
Wavefield extrapolation
Space
-
wavenumber mixed
-
domain symbol
Staggered
-
grid low
-
rank decomposition
Staggered
-
grid low
-
rank finite difference
分类号
P631 [天文地球—地质矿产勘探]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
重力异常场空间-波数混合域三维数值模拟
戴世坤
陈轻蕊
李昆
凌嘉宣
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
6
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职称材料
2
空间—波数混合域二度体重力异常正演
戴世坤
王旭龙
赵东东
刘志伟
张钱江
孙金飞
《石油地球物理勘探》
EI
CSCD
北大核心
2019
2
在线阅读
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职称材料
3
求解二阶解耦弹性波方程的低秩分解法和低秩有限差分法
袁雨欣
胡婷
王之洋
郭鹏
刘洪
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
8
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职称材料
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