本文采用有限差分法和偽譜法研究了復(fù)雜各向同性/各向異性介質(zhì)中彈性波場的數(shù)值模擬問題,其運(yùn)動(dòng)學(xué)屬性（走時(shí)）可為隨后的地震定位、射線類層析成像提供高精度的正演方法技術(shù);而動(dòng)力學(xué)屬性（振幅、頻譜、相位等）可為隨后的波場逆時(shí)偏移和全波形反演提供一種高精度的正演模擬方法技術(shù)。鑒于此,本文的研究內(nèi)容主要包含以下幾個(gè)方面:1.在系統(tǒng)分析前人已有研究成果的基礎(chǔ)上,以快速行進(jìn)法和分區(qū)多步不規(guī)則最短路徑算法為例對(duì)射線追蹤法相關(guān)理論進(jìn)行了研究和數(shù)值模擬計(jì)算。2.從各向同性/各向異性的基本概念出發(fā),推導(dǎo)了二維情況下的各向同性/各向異性介質(zhì)中的波動(dòng)方程、以及相應(yīng)的有限差分格式,探討了Thomsen參數(shù)對(duì)各向異性介質(zhì)的影響以及TI介質(zhì)的相速度和群速度的計(jì)算問題。3.采用四種差分格式（同位、交錯(cuò)、旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)和輔助網(wǎng)格）有限差分算法理論,以各向異性介質(zhì)為例,系統(tǒng)分析對(duì)比了四種差分格式有限差分算法的優(yōu)劣。4.針對(duì)起伏地形模型（自由地表）中的波場模擬問題,引入曲線網(wǎng)格有限差分算法,對(duì)二維各向同性/各向異性介質(zhì)模型進(jìn)行了數(shù)值模擬。結(jié)果表明:在起伏地表?xiàng)l件下進(jìn)行地震數(shù)值模擬時(shí),地表函數(shù)的選取會(huì)影響到差分格式的難易和計(jì)算精度的高... 

【文章來源】：長安大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：139 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

快速行進(jìn)法的波場區(qū)域劃分及實(shí)現(xiàn)原理

之后的下風(fēng)區(qū)，遠(yuǎn)離點(diǎn)經(jīng)初步計(jì)算后將并入窄帶點(diǎn)。圖 2.2 表示 FMM 的波前更新過程，其實(shí)現(xiàn)步驟如下：第 1 步：由震源點(diǎn) (, )S Si j 開始， (, ) 0S St i j ；而后將與震源相鄰的 4 個(gè)點(diǎn)初始化為點(diǎn)，其旅行時(shí)為：1,(1, )ss sis jsti j s h ，, 1(, 1)ss s is jsti j s h (s 表示波慢度，h 為網(wǎng)格)；除此之外，其它點(diǎn)被初始化為遠(yuǎn)離點(diǎn)，遠(yuǎn)離點(diǎn)的旅行時(shí)為無窮大：即maxt (i , j) t第 2 步：從窄帶點(diǎn)中選取極小旅行時(shí)的點(diǎn)min mint (i , j)，并將其屬性改為已計(jì)算點(diǎn)上風(fēng)區(qū)。第 3 步：對(duì)點(diǎn)min min(i , j )周圍的 4 個(gè)相鄰點(diǎn)進(jìn)行判斷，若為已計(jì)算點(diǎn)則其旅行時(shí)不為窄帶點(diǎn)則更新其旅行時(shí)，若為遠(yuǎn)離點(diǎn)則將其移入窄帶內(nèi)并建立方程計(jì)算其旅行時(shí)第 4 步：重復(fù)②③④直至計(jì)算完整個(gè)區(qū)域所有網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的旅行時(shí)為止；若窄帶為結(jié)束計(jì)算。

圖 2.3 二維層狀介質(zhì)分區(qū)多步示意圖圖 2.4 三角網(wǎng)格走時(shí)計(jì)算過程（a 表示三角網(wǎng)格分布情況；b 為 a 圖中的 4 個(gè)網(wǎng)格之一）了采用三角網(wǎng)格縫補(bǔ)規(guī)則速度節(jié)點(diǎn)和不規(guī)則界面節(jié)點(diǎn)的過界面處，采用局部三角網(wǎng)格使不規(guī)則界面的節(jié)點(diǎn)和規(guī)則節(jié)圖 2.5a 的局部放大，表示了速度分界面或波阻抗界面處的實(shí)際界面，虛線表示縫合形成的界面，灰色圓圈表示網(wǎng)格

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]地震波射線追蹤方法研究綜述[J]. 王東鶴,陳祖斌,劉昕,李娜.  地球物理學(xué)進(jìn)展. 2016(01)
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[7]復(fù)雜介質(zhì)地震波傳播模擬中邊界元法與有限差分法的比較研究[J]. 何彥鋒,孫偉家,符力耘.  地球物理學(xué)進(jìn)展. 2013(02)
[8]間斷的Galerkin方法在地震波場數(shù)值模擬中的應(yīng)用概述[J]. 汪文帥,張懷,李小凡.  地球物理學(xué)進(jìn)展. 2013(01)
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博士論文
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碩士論文
[1]起伏地表?xiàng)l件下變網(wǎng)格正演模擬[D]. 謝金平.中國石油大學(xué)（華東） 2012
[2]淺層地震勘探中有限元數(shù)值模擬方法的應(yīng)用研究[D]. 蔣偉.中國地震局地球物理研究所 2011
[3]地震波場模擬及應(yīng)用[D]. 唐小平.長安大學(xué) 2010
[4]起伏地形下彈性波波場模擬[D]. 張劍飛.中國地質(zhì)大學(xué)（北京） 2010
[5]TTI介質(zhì)旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分及其組合邊界條件[D]. 孫瑞艷.中國石油大學(xué) 2010
[6]橫向各向同性介質(zhì)有限差分法波場模擬方法研究[D]. 李賓.中國石油大學(xué) 2009
[7]TTI介質(zhì)中地震波傳播特性研究[D]. 王曉歡.吉林大學(xué) 2006
[8]網(wǎng)格法射線追蹤研究及應(yīng)用[D]. 劉殿秘.吉林大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3123113