發(fā)布時間：2021-09-03 21:54

　　目前,地球物理學(xué)家通常采用有限差分法和有限元法等波場模擬方法,對地震波的傳播規(guī)律進行研究。這些方法基于宏觀假設(shè),它們的理論基礎(chǔ)是波動方程或者其簡化形式。然而,波動方程或其簡化形式本身就擁有很多近似條件,因此在對某些復(fù)雜介質(zhì)進行模擬時,這些方法可能會產(chǎn)生比較大的計算誤差。為了回避由于采用波動方程而導(dǎo)致的誤差,本文引入了在流體力學(xué)中應(yīng)用比較廣泛的格子Boltzmann方法（LBM）,它是一種不同于傳統(tǒng)地震波場正演模擬技術(shù)的方法。格子Boltzmann方法是一種介觀上連續(xù),宏觀上離散的方法。該方法從微觀的角度出發(fā),模擬粒子在離散網(wǎng)格上的運動和相互作用（遷移、碰撞、透射、反射等）,然后根據(jù)大量微觀粒子分布狀態(tài)去反映介質(zhì)宏觀上的狀態(tài)。本文嘗試將該方法應(yīng)用到地震波正演模擬。本文簡述格子Boltzmann方法的發(fā)展歷程和理論公式推導(dǎo),然后開展了一系列數(shù)值實驗,同時研究該方法所對應(yīng)吸收邊界和模擬復(fù)雜介質(zhì)時的插值處理方法。為了驗證格子Boltzmann方法的正確性,本文同時使用格子Boltzmann方法和有限差分法進行數(shù)值模擬實驗,并且將得到的結(jié)果進行比較,分析它們之間的異同點。本文找出了格子Boltz... 

【文章來源】：中國石油大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

二維細胞自動機的鄰居模型

中國石油大學(xué)（北京）碩士學(xué)位論文了細胞如何運動以及如何相互作用，規(guī)則就是由該細胞和狀態(tài)確定該細胞在下一時刻的狀態(tài)的函數(shù)，簡單地來說，規(guī)通過這個系統(tǒng)，能夠演化出下一時刻該細胞的狀態(tài)。機的作用規(guī)則雖然十分簡單，但是卻能夠模擬許多復(fù)雜的物越性，細胞自動機模型已經(jīng)成功應(yīng)用到很多領(lǐng)域，例如：細問題。細胞自動機具有以下幾個特點：全部離散化。細胞節(jié)點都遵循統(tǒng)一規(guī)則。節(jié)點的狀態(tài)是有限的。節(jié)點的狀態(tài)僅僅與鄰居節(jié)點的狀態(tài)有關(guān)，與其他節(jié)點的狀態(tài)

圖 1.3 HPP 模型網(wǎng)格及碰撞規(guī)則 (周玉冰[12]，1996)Fig.1.3: HPP model grid and collision rules圖 1.4 FHP 模型網(wǎng)格及碰撞規(guī)則(郭照立等[13]，2002)Fig.1.4: FHP model grid and collision rules格子氣自動機模型具有以下幾點優(yōu)勢：(1) 粒子的演化只與相鄰網(wǎng)格節(jié)點有關(guān)，利于并行計算。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]聲波衰減的格子-Boltzmann方法模擬[J]. 王勇,何雅玲,劉迎文,黃競,童長青.  西安交通大學(xué)學(xué)報. 2007(01)
[2]格子氣自動機模型──一種地震數(shù)據(jù)正演研究的新方法[J]. 劉舒考,劉雯林,鄭曉東.  石油地球物理勘探. 1998(05)
[3]《新概念物理教程·熱學(xué)》改革的思路[J]. 趙凱華,羅蔚茵.  大學(xué)物理. 1998(04)
[4]格子Boltzmann方法地震波場模擬[J]. 董橋梁,周玉冰,姚姚.  地球科學(xué). 1997(06)
[5]模擬固體中波動過程的細胞自動機建模研究[J]. 胡健行,李幼銘.  地球物理學(xué)報. 1997(01)
[6]細胞自動機在地震波傳播研究中的應(yīng)用[J]. 李幼銘,胡健行.  地球物理學(xué)報. 1995(05)
[7]細胞自動機方法地震正演模擬[J]. 姚姚.  石油地球物理勘探. 1995(02)



本文編號：3381926