地震波數(shù)值模擬是研究地震波傳播規(guī)律的有效工具,其結(jié)果對(duì)于各種復(fù)雜條件下的地震勘探數(shù)據(jù)處理、解釋和反演都有著重要的理論和實(shí)際意義。在眾多的地震波數(shù)值模擬方法中,有限差分法以其靈活、高效以及適用性強(qiáng)等特點(diǎn)受到了研究者和工程師們的重視,成為了到目前為止最常用的方法之一。但是在模擬復(fù)雜邊界條件下的地震波場(chǎng)時(shí),如果采用笛卡爾坐標(biāo)系下的規(guī)則網(wǎng)格,則地下彎曲界面和起伏地表只能由階梯狀折線代替,在這種邊界上必然會(huì)引起虛假散射波,從而降低數(shù)值模擬的精度。另一方面,在對(duì)含有地表低速帶或低速夾層的介質(zhì)進(jìn)行數(shù)值模擬時(shí),如果采用全局網(wǎng)格,為了保證計(jì)算精度和穩(wěn)定性網(wǎng)格間距必須取得很小,而這樣不僅增加了內(nèi)存需求而且降低了計(jì)算效率。針對(duì)有限差分法的上述限制,本論文從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)。(1)采用改進(jìn)的Ryskin and Leal(RL)正交貼體網(wǎng)格生成方法對(duì)起伏地表模型進(jìn)行網(wǎng)格剖分。相比與常規(guī)階梯狀網(wǎng)格近似法,正交貼體網(wǎng)格不僅能夠有效壓制階梯狀近似引起的虛假散射干擾,而且可以有效提高計(jì)算精度。(2)將流體力學(xué)中的自適應(yīng)網(wǎng)格引入到復(fù)雜內(nèi)部邊界模型的網(wǎng)格剖分中。自適應(yīng)網(wǎng)格可以根據(jù)模型物理參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)網(wǎng)格疏密程度,從而可以在不增加計(jì)算量的前提下提高計(jì)算精度。(3)結(jié)合曲線網(wǎng)格和局部可變網(wǎng)格技術(shù)來(lái)避免空間上的過(guò)采樣問(wèn)題。(4)采用更適合曲線坐標(biāo)系的張量波動(dòng)方程作為復(fù)雜地質(zhì)條件下地震波數(shù)值模擬的控制方程。(5)為了避免交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分法在曲線坐標(biāo)下需要進(jìn)行插值和精度低等問(wèn)題,采用高階選擇性濾波同位網(wǎng)格有限差分法求解張量波動(dòng)方程。(6)采用牽引力鏡像法實(shí)施自由邊界條件。(7)采用曲線坐標(biāo)系下基于輔助微分方程的完全匹配層吸收邊界(ADE-PML)條件來(lái)消除人工邊界反射。最后,本文采用上述方法對(duì)幾個(gè)典型復(fù)雜地質(zhì)模型進(jìn)行了數(shù)值模擬,并討論了它們的波場(chǎng)傳播特征響應(yīng)。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：P631.4
【部分圖文】：

該網(wǎng)格上求解波動(dòng)方程，并取得了較好的模擬效果。這種網(wǎng)，但是為了實(shí)施自由邊界條件需要做復(fù)雜的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)或插值者提出采用正交貼網(wǎng)格對(duì)起伏地表模型進(jìn)行網(wǎng)格剖分（如圖，2008）。

映射法網(wǎng)格示意圖

正交貼體網(wǎng)格（引自將麗麗，2010）
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李慶洋;黃建平;李振春;李娜;王成泉;張艷艷;;起伏地表貼體全交錯(cuò)網(wǎng)格仿真型有限差分正演模擬[J];石油地球物理勘探;2015年04期

2 汪仁富;徐峰;劉福烈;謝潔;;波動(dòng)方程震源組合模擬定量研究[J];石油地球物理勘探;2011年04期

3 徐峰;劉福烈;梁向豪;;基于相控理論的炮點(diǎn)組合設(shè)計(jì)技術(shù)[J];石油地球物理勘探;2011年02期

4 車(chē)承軒;王秀明;林偉軍;;用于彈性波模擬的交錯(cuò)網(wǎng)格預(yù)處理和多次校正的Chebyshev譜元法(英文)[J];Applied Geophysics;2010年02期

5 孫章慶;孫建國(guó);韓復(fù)興;;復(fù)雜地表?xiàng)l件下快速推進(jìn)法地震波走時(shí)計(jì)算[J];計(jì)算物理;2010年02期

6 孫章慶;孫建國(guó);韓復(fù)興;;復(fù)雜地表?xiàng)l件下基于線性插值和窄帶技術(shù)的地震波走時(shí)計(jì)算[J];地球物理學(xué)報(bào);2009年11期

7 祝賀君;張偉;陳曉非;;二維各向異性介質(zhì)中地震波場(chǎng)的高階同位網(wǎng)格有限差分模擬[J];地球物理學(xué)報(bào);2009年06期

8 蔣麗麗;孫建國(guó);;基于Poisson方程的曲網(wǎng)格生成技術(shù)[J];世界地質(zhì);2008年03期

9 張華;李振春;韓文功;;起伏地表?xiàng)l件下地震波數(shù)值模擬方法綜述[J];勘探地球物理進(jìn)展;2007年05期

10 孫章慶;孫建國(guó);韓復(fù)興;楊昊;;波前快速推進(jìn)法起伏地表地震波走時(shí)計(jì)算[J];勘探地球物理進(jìn)展;2007年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 蔣麗麗;面向地質(zhì)條件的貼體網(wǎng)格生成技術(shù)[D];吉林大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2852678