二维频率域声波方程正演模拟及其全波形反演研究

发布时间：2017-12-14 07:13

  本文关键词：二维频率域声波方程正演模拟及其全波形反演研究

  更多相关文章： 全波形反演 频率域有限差分法 稀疏矩阵存储 CPU并行计算

【摘要】：频率域正演是全波形反演的基础,在地震波数值模拟中占有十分重要的地位。相比于时间域正演,频率域正演具有适合多炮并行运算、无时间频散,频带选取灵活及易于实现粘弹性介质波场模拟等优点。时间域正演精度较高且编程易于实现,但是由于其时间递推的思想,当时间采样点较多时,会产生误差累积,而频率域正演是对所有网格整体计算波场,误差会分配到各个网格点上,并且不同频率的系数矩阵相对独立,适合CPU/GPU并行计算加速处理,大大提高计算效率。频率域正演的效率在很大程度上取决于系数矩阵分解的快慢,而系数矩阵分解的效率由矩阵的带宽决定,所以在保证频率域正演精度的情况下尽量减少带宽的算法具有非常现实的意义。通过开展二维声波方程频率域有限差分模拟研究,验证了频率域有限差分方法的有效性和实用性,进而为全波形反演做准备。首先,论文简要叙述了地震波频率域有限差分数值模拟方法的发展及研究现状;其次,论述了有限差分数值模拟方法的基本原理,进而推导了频率域声波方程的最优化9点差分格式和15点差分格式,研究了两种差分格式的隐式表达方式和稀疏矩阵的求解,论文通过Matlab语言实现了均匀声波介质、双层介质模型和Marmousi模型两种差分格式的正演模拟,通过计算效率和精度的对比,分析了两种差分格式的优劣;最后,借助于法国Seiscope研究组的FWT2D全波形反演软件实现了双层介质和Marmousi模型的频率域全波形反演。鉴于实际工作中计算效率的问题,本文正演部分采用了稀疏矩阵的压缩存储技术和CPU并行处理技术,通过正演算例验证了压缩存储和并行算法的有效性。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P631.4

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李学圣;变倾角频率域磁极转换方法探讨[J];桂林冶金地质学院学报;1981年02期

2 范美宁,孙运生;频率域中的欧拉方程[J];吉林大学学报(地球科学版);2005年02期

3 杨宝俊;频率域中有限元素法的探讨[J];长春地质学院学报;1986年04期

4 昌彦君，，张桂青;电磁场从频率域转换到时间域的几种算法比较[J];物探化探计算技术;1995年03期

5 战克,朱宝汉;均匀大地上频率域中梯装置的电磁耦合[J];物探与化探;1981年01期

6 陈遵德;频率域中的小波变换方法[J];物探化探计算技术;1994年03期

7 Einar Maeland ,三石;空间-频率域三维带限外推算子的构成[J];石油物探译丛;1994年04期

8 阮百尧;王有学;;三维地形频率域人工源电磁场的边界元模拟方法[J];地球物理学报;2005年05期

9 徐志锋;胡文宝;;层状大地频率域接地单电极激发的电磁场[J];煤田地质与勘探;2013年03期

10 杨庆锦;;用时间域激电测量数据来研究频率域响应[J];物化探计算技术;1987年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 王焕军;林年添;郝继杰;孙剑;刘建龙;;时间—频率域的极化分析及其应用研究[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年

2 曹思远;牟永光;;时间-频率域分析综述[A];1993年中国地球物理学会第九届学术年会论文集[C];1993年

3 王博;雷军;;频率域信号分离设计及其在环境振动研究中的应用[A];中国地球物理2013——第十八专题论文集[C];2013年

4 许琨;;频率域最小二乘反演[A];工程地质力学创新与发展暨工程地质研究室成立50周年学术研讨会论文集[C];2008年

5 阮百尧;村上裕;徐世浙;;三维地形频率域垂直磁偶极子场边界元模拟方法[A];2000年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十六届年会论文集[C];2000年

6 阮百尧;;三维地形频率域人工源电磁场的边界元模拟方法[A];中国地球物理学会第二十届年会论文集[C];2004年

7 曹书红;陈景波;;声波方程频率域高精度正演的17点格式及数值实现[A];中国科学院地质与地球物理研究所2012年度（第12届）学术论文汇编——油气资源研究室[C];2013年

8 张欢;李小凡;;基于信赖域理论的频率域地震全波反演[A];中国地球物理2013——第二十二专题论文集[C];2013年

9 纪晓琳;王万银;;频率域偶层位曲面位场处理和转换方法试验研究[A];陕西地球物理文集（十）--资源与灾害地球物理[C];2011年

10 焦灵秀;刘元龙;柳晓岚;孙海明;;频率域二维重力位场归一化总梯度法初探[A];1990年中国地球物理学会第六届学术年会论文集[C];1990年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 纪晓琳;频率域等效源曲面位场数据处理和转换方法研究[D];长安大学;2015年

2 李文杰;频率域航空电磁数据处理技术研究[D];中国地质大学（北京）;2008年

3 高凤霞;频率域波动方程多参数全波形反演方法研究[D];吉林大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 梁昊;二维频率域声波方程正演模拟及其全波形反演研究[D];中国地质大学(北京);2016年

2 苗广文;频率域自适应滤波技术及其应用[D];吉林大学;2006年

3 周道卿;频率域航空电磁资料实用化处理解释系统研究[D];中国地质大学（北京）;2006年

4 周聪;频率域全波场有限差分数值模拟及特征分析[D];中国地质大学;2012年

5 王小青;基于MPI+CUDA的频率域二维波形正反演并行算法研究[D];中国地质大学(北京);2012年

6 胡涂;探地雷达2.5D频率域数值模拟[D];中南大学;2014年

7 邱之云;频率域直立六面体重、磁异常正演问题[D];长安大学;2007年

8 孙东明;频率域航空电磁法数据处理方法研究[D];吉林大学;2010年

9 荆磊;频率域一维井地电磁快速正演方法技术研究[D];成都理工大学;2011年

10 潘丽娜;基于DSK6713的宽频带频率域电磁感应探测器数字系统的研制与开发[D];吉林大学;2006年

本文编号：1287007