本文通過交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分算法計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬煤層及其圍巖中地震波的傳播和衰減。并通過數(shù)值模擬結(jié)果的分析，對各種代表煤巖特征的介質(zhì)模型對地震波傳播的影響進(jìn)行提取和研究，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對煤層中地震波傳播的特征研究。文章首先分析計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬的對象，也就是代表不同條件下煤層或其圍巖彈性特征的介質(zhì)模型，得到體現(xiàn)煤層不同特征的均勻彈性模型，各向異性模型，雙相模型和隨機(jī)模型。接下來對有限差分的基本原理，基本過程，實(shí)現(xiàn)方法，邊界條件，不連續(xù)面處理等問題加以討論。而后根據(jù)不同的計(jì)算機(jī)模擬對象，推導(dǎo)出不同的有限差分算法加以模擬得到包含不同信息的模擬結(jié)果。最后從結(jié)果中提取包含介質(zhì)特征的信息并加以分析。通過運(yùn)用廣義達(dá)西定理，隨機(jī)建模和不同程度的各向異性模型分析了煤層及其圍巖的地震相應(yīng)。最終通過實(shí)例檢驗(yàn)數(shù)值模擬的作用。 

【文章頁數(shù)】：171 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
詳細(xì)摘要
Detailed Abstract
1 引言
    1.1 產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與需求
    1.2 地震波傳播介質(zhì)模型研究現(xiàn)狀
        1.2.1 各向異性模型
        1.2.2 Hudson 模型
        1.2.3 Biot 模型
    1.3 地震波傳播計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)現(xiàn)狀
        1.3.1 有限差分技術(shù)
        1.3.2 其他數(shù)值模擬技術(shù)
    1.4 存在的問題
    1.5 擬解決的問題
    1.6 本章小結(jié)
2 介質(zhì)模型
    2.1 裂隙各向異性模型
        2.1.1 EDA 模型的本構(gòu)關(guān)系
        2.1.2 EDA 介質(zhì)模型的波動方程
        2.1.3 EDA 介質(zhì)模型的速度特征
    2.2 雙相模型
        2.2.1 Biot 模型的基本方程
        2.2.2 Biot 模型的波動方程
        2.2.3 Biot 模型的速度方程
    2.3 隨機(jī)介質(zhì)模型
        2.3.1 隨機(jī)模型的表示方法
        2.3.2 隨機(jī)模型的實(shí)現(xiàn)
    2.4 粘彈性模型
        2.4.1 介質(zhì)模型的彈性和粘性
        2.4.2 兩個(gè)基本模型的等效組合
        2.4.3 粘彈性介質(zhì)的蠕變模量和松弛模量
        2.4.4 粘彈性介質(zhì)的波動方程
        2.4.5 粘彈性介質(zhì)的速度
    2.5 本章小結(jié)
3 差分算法
    3.1 差分網(wǎng)格
    3.2 導(dǎo)數(shù)的差分近似
    3.3 差分方程及其解
        3.3.1 顯式差分和隱式差分格式
        3.3.2 均勻介質(zhì)與非均勻介質(zhì)差分算法
    3.4 運(yùn)動方程和胡克定律
    3.5 一維均勻介質(zhì)的最優(yōu)精度差分算子
    3.6 包含不連續(xù)面的復(fù)雜粘彈性介質(zhì)差分
        3.6.1 一維非均勻問題
        3.6.2 三維非均勻問題
        3.6.3 粘彈性問題
        3.6.4 邊界問題
    3.7 本章小結(jié)
4 煤層彈性波傳播數(shù)值模擬
    4.1 均勻彈性各向同性模型
        4.1.1 均勻彈性介質(zhì)有限差分算法
        4.1.2 數(shù)值模擬
    4.2 均勻彈性各向異性模型
        4.2.1 六方各向異性介質(zhì)的速度特征
        4.2.2 各向異性算法的具體實(shí)現(xiàn)
        4.2.3 均勻各向異性介質(zhì)有限差分模型
    4.3 雙相模型
    4.4 隨機(jī)模型模擬
        4.4.1 馮卡門相關(guān)介質(zhì)模型的構(gòu)建
        4.4.2 馮卡門相關(guān)介質(zhì)模型中地震波傳播的模擬
        4.4.3 馮卡門相關(guān)介質(zhì)模型中地震波衰減的模擬
    4.5 本章小結(jié)
5 煤層彈性波衰減數(shù)值模擬
    5.1 孔隙彈性介質(zhì)的交錯(cuò)網(wǎng)格差分算法
    5.2 孔隙彈性介質(zhì)的衰減分析
    5.3 本章小結(jié)
6 數(shù)值技術(shù)在勘探中的應(yīng)用
    6.1 基本情況介紹
    6.2 原始數(shù)據(jù)采集
    6.3 偏移技術(shù)與數(shù)值模擬
    6.4 彈性參數(shù)反演
    6.5 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 未來工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介
在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3709921