基于新的差分结构的时-空域高阶有限差分波动方程数值模拟方法

发布时间：2017-09-12 16:53

  本文关键词：基于新的差分结构的时-空域高阶有限差分波动方程数值模拟方法

  更多相关文章： 波动方程 时空域 高阶有限差分 数值模拟

【摘要】：传统的高阶有限差分波动方程数值模拟方法采用高阶差分算子近似空间偏导数,能有效抑制空间频散.然而,传统的有限差分法仅采用二阶差分算子近似时间偏导数,这使得地震波场沿时间外推的精度较低.当采用较大的时间采样间隔,传统的有限差分法模拟波场会出现明显的时间频散,甚至不稳定.本文基于新的差分结构和中心网格剖分,发展了一种空间任意偶数阶精度、时间四阶和六阶精度的时空域有限差分方法.基于对离散后的频散关系进行泰勒展开,本文推导了时空域高阶有限差分算子的差分系数.相速度分析表明时间四阶、六阶精度的差分方法能显著地减小传统时间二阶精度差分方法的时间频散.在相同的精度下与传统差分法比较,本文发展的时间四阶、六阶有限差分方法的计算效率比传统方法高.均匀和非匀均介质中的波场数值模拟实验进一步证实本文研究的时空高阶有限差分方法的优越性.
【作者单位】： 油气资源与探测国家重点实验室CNPC物探重点实验室中国石油大学(北京);东方地球物理公司研究院大港分院;中国石油天然气勘探开发公司;
【关键词】： 波动方程 时空域 高阶有限差分 数值模拟
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973计划)(2013CB228603) 国家自然科学基金(41174119) 中石油物探新方法新技术研究(2014A-3609)联合资助
【分类号】：P631.4
【正文快照】： 1引言波动方程数值模拟是当前热门的逆时偏移、最小二乘偏移和全波形反演技术的基础.波动方程数值模拟的精度和效率在很大程度上决定了波动方程偏移和反演的精度和效率.当前,波动方程数值模拟的方法主要包括基于傅里叶变换的伪谱法,基于非规则网格剖分的有限元类方法以及基于

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 魏文斌;袁俊泉;刘伟明;刘清国;;基于正交规范化的小波的有限差分表示(英文)[J];数学杂志;2008年03期

2 陈楚琳,陈华杰;连续梁的有限差分解[J];力学与实践;1989年06期

3 周家纪;刘竟波;王铎;;有限差分的快速算法[J];物探化探计算技术;1993年02期

4 张育英,张维全;二阶偏微分方程的有限差分解法及其在气动力计算中的应用[J];甘肃工业大学学报;1992年02期

5 S.A.Magnier;;采用最小网格的有限差分法[J];石油物探译丛;1995年03期

6 C·L·艾肯;D·A·哈斯廷斯;张桂青;;激发极化的数字模拟[J];物化探电子计算技术;1981年01期

7 张德荣,袁陵涛,鲁百年;一类具有磁场效应的Schr銉dinger方程组的有限差分解[J];高校应用数学学报A辑(中文版);1987年02期

8 苑志江;金良安;田恒斗;卢yN斌;;海洋拖曳系统运动方程的变步长有限差分数值仿真[J];指挥控制与仿真;2013年01期

9 王候庭;姚国治;刘书成;;厚板焊接温度场的隐显交变有限差分计算方法[J];大连铁道学院学报;1984年01期

10 马红磊,王燕昌,李进;变步长的有限差分线法[J];宁夏大学学报(自然科学版);2000年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 陈勇;韩波;陈小宏;;有限差分注入法在时间推移地震中的应用[A];中国地球物理学会年刊2002——中国地球物理学会第十八届年会论文集[C];2002年

2 席丰;;爆炸与火载荷作用下钢梁响应的有限差分计算模型[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

3 唐晖;李小军;;显式积分格式对波动传播规律的影响[A];中国地震学会第11次学术大会论文摘要集[C];2006年

4 林庚浩;马天宝;宁建国;;三维前处理有限差分网格剖分技术的研究[A];中国计算力学大会'2010（CCCM2010）暨第八届南方计算力学学术会议（SCCM8）论文集[C];2010年

5 徐朝繁;张先康;段永红;;三维射线有限差分混合地震模型及应用研究[A];2001年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十七届年会论文集[C];2001年

6 梁文全;杨长春;王彦飞;刘红伟;;用于声波方程数值模拟的时间-空间域有限差分系数确定新方法[A];中国科学院地质与地球物理研究所2013年度（第13届）学术论文汇编——油气资源研究室[C];2014年

7 孙林洁;印兴耀;吴国忱;;基于PM_L边界条件的高倍可变网格有限差分数值模拟方法[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年

8 田小波;吴庆举;曾融生;;有限差分合成接收函数[A];中国地球物理学会年刊2002——中国地球物理学会第十八届年会论文集[C];2002年

9 张金海;王卫民;符力耘;姚振兴;;傅立叶有限差分算子和广义屏算子的对比研究[A];中国地球物理学会第22届年会论文集[C];2006年

10 苏丽娟;;双边空间分数阶对流—扩散方程的一种有限差分解法[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 吕桂霞;抛物方程有限差分并行算法理论[D];吉林大学;2004年

2 胡平;探地雷达数值模拟技术的应用研究[D];中国地质大学（北京）;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李芳;2.5-D声波方程高阶有限差分数值分析[D];吉林大学;2007年

2 王丽丽;结构网格虚拟单元浸入边界有限差分基本无振荡格式[D];南京航空航天大学;2012年

3 孙旭;对比源方法在时间推移地震中的应用[D];哈尔滨工业大学;2013年

4 王红;变网格步长声波方程有限差分数值模拟[D];中南大学;2013年

5 杨莹;二维地震波场有限差分法数值模拟研究[D];中国地质大学（北京）;2009年

6 赫英红;带有阻尼项的波动方程有限差分解的长时间行为[D];黑龙江大学;2012年

7 田多勤;一维耗散的Schr(o|¨)dinger方程有限差分解的长时间行为[D];黑龙江大学;2012年

8 周忠双;基于MPI的一类椭圆型方程有限差分区域分解算法的并行实现[D];山东大学;2013年

9 赵良;抛物方程的有限差分区域分解算法[D];山东大学;2008年

10 梁华清;二维心室肌中动作电位传导的数值模拟[D];湘潭大学;2007年

，

本文编号：838417