反演一直作為勘探地球物理和應(yīng)用數(shù)學(xué)研究的重點(diǎn)對象之一。雖然全波形反演具有高精度、高分辨率等優(yōu)點(diǎn),但初始迭代速度模型的選取會嚴(yán)重影響全波形反演的結(jié)果,所以提供一個(gè)較為準(zhǔn)確的速度模型作為全波形反演的初始迭代模型至關(guān)重要。另一方面,高頻近似下的逆散射反演算法有較高的準(zhǔn)確性,又具備快速計(jì)算特性,其計(jì)算結(jié)果可作為全波形反演的初始迭代模型�；谏鲜鲈�,本文提出了一類新的逆散射反演方法。針對介質(zhì)復(fù)雜程度,分別討論了常速背景逆散射反演算子與變速背景逆散射反演算子。為了進(jìn)一步考察本文所提出新方法的有效性和優(yōu)越性,論文針對三維介質(zhì)模型對非線性逆散射反演算子進(jìn)行數(shù)值模擬,并將得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與線性逆散射反演算子結(jié)果進(jìn)行比較。算例結(jié)果表明:非線性逆散射反演算子誤差更小,基于二階Born近似的逆散射反演算法可以克服基于一階Born近似的逆散射反演算法的弱擾動限制,能夠適應(yīng)強(qiáng)擾動速度介質(zhì)的反演。在此基礎(chǔ)上,本文還提出了基于國產(chǎn)芯片“申威26010”上的逆散射反演類異構(gòu)并行算法。數(shù)值結(jié)果表明:常速背景與變速背景下的異構(gòu)并行算法的并行效率分別可以達(dá)到0.88和0.58;并行效率隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加而基本保持穩(wěn)定,非線性... 

【文章來源】：西南石油大學(xué)四川省

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１單點(diǎn)散射波場示意圖??下面用數(shù)學(xué)方法描述散射Ｈ題

?基于二階Ｂｏｍ近似的逆散射反演算法???ｕ?＝?ｕ，?＋?ｕｓ?（２－５）??其中，表示入射波場，《５表示散射波常??入射波場仏可以視為無散射體時(shí)由震源引發(fā)，波場士可以表示為??ｒ?沖－｜ｎ、‘｜／ｃ〇）?？??ｕｎ〇?４，＼ｘ－，＼?ｄ＇?（２＿６）??其中，Ｄ代表震源出發(fā)地震波出現(xiàn)的空間區(qū)域。該積分表示體積波長密度５／４兀｜１－＼｜的??疊加，區(qū)域內(nèi)的每一元素在時(shí)刻？，從＇．出發(fā)，經(jīng)過延遲時(shí)間｜■Ｖ－■Ｘ、．｜／ｃ（）到達(dá)位置點(diǎn)Ａ：。??體積波長密度由初始震源給出，并用擴(kuò)散因子４／ｒ｜ｘ－對其加權(quán)。??散射波場由下式給出［６（）］：??“Ｈ?ｆ丄（２－７）??Ｊ?乂?ｃ０－?ｃ＂?Ｊ?ｄｔ＇?４＾－｜ｊｃ－ｘ＇｜??其中，ｘ１為散射體Ｆ內(nèi)部的積分點(diǎn)。??通過（２－６）式和（２－７）式，整個(gè)過程的總波場就可以給出。??事實(shí)上，點(diǎn)可以視為是構(gòu)成任何形狀（線、面、體）物體的基本元素。那么地下介質(zhì)??可以視為是由無數(shù)個(gè)點(diǎn)組成的三維半空間，而地下巖體或地層可以被認(rèn)為是由許多密集??散射點(diǎn)組成的。那么由地球三維空間非均勻性引起的任何地震變化都可以稱為地震波散??射。則實(shí)際勘探中檢波器接受到的地震信號是一次散射與多次散射的疊加之和，如圖２－２??所示。一般認(rèn)為，當(dāng)體積散射系數(shù)小于０．１時(shí)，僅考慮一次散射就足夠精確了；當(dāng)散射??系數(shù)在０．１至０．３之間時(shí)，需要考慮二次散射；散射系數(shù)再增大時(shí)，還應(yīng)該考慮多次散??｜｜４??圖２－２地震波散射示意圖??８??

?西南石油碩士研究生學(xué)位論文???其中，包含一次散射抄，與次散射場??（ｗ（），?＝（〇Ａ＼ｄｘａ，［Ｘ?＼?ｇ（ａ：?．ｖ，ｆｅ＞）?ｆ?ｄｙ?ａ＾＼ｇ（．ｖ，?Ｊ，ｆｅ＞）ｇ（ｙ，．ｖｔ，（〇）〇?二階?Ｂｏｍ?近似實(shí)際上是在??＂?Ｊ?ｃ?（ｘ）?Ｊ?Ｃ＇?（??一階Ｂｏｒｎ近似上考慮了二次散射作用。它描述了地震波從源點(diǎn)處ｊｃ、．傳到擾動點(diǎn)，在??點(diǎn)處產(chǎn)生散射波場傳播到擾動點(diǎn)Ａ：，再產(chǎn)生散射波場最終經(jīng)過背景場傳回檢波點(diǎn)＆的過??程。圖３－１簡要給出／二階Ｂｏｍ近似散射路徑示意圖，包括單次散射（實(shí)線）和二次散射??（虛線），其中二次散射是地震波與所有散射點(diǎn)發(fā)生一次散射作用后，再經(jīng)主散射點(diǎn)ｘ傳??Ｎ檢波點(diǎn)。??＇?ｘｓ??：：：／??？?？?？?：？參？攀？條、？?？?？??？？?Ｖ?、、、??？?？?？?１?？?？?？?？?？?？?？?＊?＼?？??圖３－１二階Ｂｏｍ近似散射路徑示意閣??一階Ｂｏｍ近似散射公式在小擾動的情形下ｎ丨以得到比較準(zhǔn)確的近似敗射場，二階??Ｂｏｍ近似散射路公式在大擾動．５：的情況卜＿也能與解析解保持較高的準(zhǔn)確度。這一結(jié)論可??以參考ＯｕｙａｎｇＷ、李武群等［５６－５７Ｕ侖文。很自然我們期望通過推導(dǎo)建立基于二階Ｂｏｒｎ近??似后的反演算子。但目前為止還很難直接從（３－１４）式中求取擾動量的準(zhǔn)確解，選擇??對Ｈ題進(jìn)行適１地簡化，以求取近似的逆散射反演兌廣。??甚于散射波疊加Ｋ－涉特征，考慮將二次敗射項(xiàng)（》、：）２化簡為局部二次散射（通過數(shù)值??模擬己證明局部二次散射與實(shí)際＿：次散射的等效性ＮＩ）。認(rèn)為二次散射效應(yīng)僅作用在主??散射點(diǎn)．Ｖ周闈的球域范丨⑷內(nèi)，即只考慮

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]二階Born近似及其在逆散射GRT反演中的應(yīng)用[J]. 李武群,毛偉建,歐陽威,李合群.  地球物理學(xué)進(jìn)展. 2017(02)
[2]高頻漸近散射理論及其在地球物理場數(shù)值模擬與反演成像中的應(yīng)用——研究歷史與研究現(xiàn)狀概述以及若干新進(jìn)展[J]. 孫建國.  吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版). 2016(04)
[3]Kirchhoff型偏移理論的研究歷史、研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢展望——與光學(xué)繞射理論的類比、若干新結(jié)果、新認(rèn)識以及若干有待于解決的問題[J]. 孫建國.  吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版). 2012(05)
[4]基于探地雷達(dá)的混凝土無損檢測反演成像方法[J]. 丁亮,韓波,劉潤澤,張建清.  地球物理學(xué)報(bào). 2012(01)
[5]地球物理數(shù)據(jù)處理與并行計(jì)算[J]. 劉羽,王家映.  桂林工學(xué)院學(xué)報(bào). 2004(04)
[6]地震波反演方法研究的某些進(jìn)展及其數(shù)學(xué)基礎(chǔ)[J]. 楊曉春,李小凡,張美根.  地球物理學(xué)進(jìn)展. 2001(04)
[7]層狀介質(zhì)彈性參數(shù)反演問題研究綜述[J]. 宋海斌,張關(guān)泉.  地球物理學(xué)進(jìn)展. 1998(04)

博士論文
[1]地震層析成像方法及其應(yīng)用研究[D]. 童平.清華大學(xué) 2012

碩士論文
[1]三維彈性波方程的改進(jìn)近似解析離散化方法及波場模擬[D]. 宋國杰.清華大學(xué) 2008



本文編號：3100912