30609.交錯網(wǎng)格高階有限差分法的粘彈性波場數(shù)值模擬

1、摘要論文題目：交錯網(wǎng)格高階有限差分法的粘彈性波場數(shù)值模擬學(xué)科專業(yè)：通信與信息系統(tǒng)研究生：李秀娟指導(dǎo)教師：張志禹教授摘要簽名：螄簽名：茹藍約簽名：j業(yè)絲留隨著我國對地下能源需求的不斷增加，如何獲取有效的地質(zhì)勘探方法就顯得尤為重要。數(shù)值模擬是地質(zhì)勘探的重要組成部分，也是人們研究和認識波在地下介質(zhì)中傳播特性的重要手段。波動方程數(shù)值模擬的本質(zhì)是根據(jù)地下介質(zhì)條件求解地震波波動方程，模擬的地震波場包含地震波傳播的各種信息，這對于地震采集施工設(shè)計，地

2、震資料的處理、解釋以及地震勘探后的巖性評價都具有重要意義。目前，石油勘探正向復(fù)雜構(gòu)造、起伏地表等地區(qū)發(fā)展。地質(zhì)構(gòu)造的復(fù)雜性，要求有更好更精確的方法來模擬真實的地下波場的傳播規(guī)律，以達到對地質(zhì)勘探的目的。各向同性彈性波波動方程是其它各種模型的基礎(chǔ)，由于實際地球介質(zhì)是一種非均勻、非完全彈性、各向異性、多相態(tài)的復(fù)雜介質(zhì)，因此粘彈性波正演模擬比彈性波更接近于實際的地質(zhì)。本文采用高階交錯網(wǎng)格有限差分法實現(xiàn)對粘彈性介質(zhì)的數(shù)值模擬，同時研究了模擬過程

3、中必然會遇到的穩(wěn)定性、數(shù)值頻散和人工邊界條件等問題。本文在粘彈性介質(zhì)理論的基礎(chǔ)上，首先推導(dǎo)了二維粘彈性波動方程，然后利用交錯網(wǎng)格高階有限差分數(shù)值模擬方法，通過分析穩(wěn)定性、頻散問題等的條件，實現(xiàn)了地震合成記錄以及不同時刻的地震波傳播波場快照，模擬了介質(zhì)中的橫、縱波，以及波的反射、透射現(xiàn)象，并采用最佳匹配層(PML)吸收人工邊界。由于我國地形復(fù)雜性，文中對水平地表、層狀介質(zhì)，起伏地表以及斷層介質(zhì)進行了數(shù)值模擬，考慮該算法的可行性及優(yōu)劣性；同