波动方程时域有限差分地震正演建模方法研究

发布时间：2017-06-03 16:23

  本文关键词：波动方程时域有限差分地震正演建模方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：计算技术的快速发展，使全波形反演由理论研究应用到实际地震勘探中成为可能。而波动方程时域有限差分正演建模技术是实现全波形反演关键技术之一。本论文正是针对全波形反演中的正演建模技术及方法展开研究，，主要研究内容如下： （1）从固体弹性力学的角度出发分析三种常用的地震介质模型，并给出其相应的波动方程数学物理公式，其中声波波动方程是本文的主要研究对象。 （2）主要研究波动方程规则网格及交错网格的有限差分离散化格式。分别从规格网格和交错网格两种差分格式的角度，在研究波动方程空间导数和时间导数有限差分格式的基础上，导出波动方程高阶有限差分格式。并通过模型计算对比分析不同网格间距、时间步长和空间差分精度下的正演效果。 （3）针对波动方程时域有限差分地震正演建模中遇到的震源、初始条件、稳定性、边界条件及频散等问题进行研究。通过模型计算，给出了合适的震源函数子波主频的范围并对空间衰减因子的选择问题进行研究；通过模型计算对比分析了Reynolds吸收边界条件（ABC）和完全匹配层(PML)技术的优劣；分别研究了规格网格和交错网格下的通量矫正传输（FCT）技术，并就压制数值频散问题进行了FCT技术和时间4阶差分精度的模型计算，验证了FCT技术和时间4阶差分精度的有效性。 （4）在Windows系统,VC++平台下进行波动方程时域有限差分地震正演建模的相关模块研制，并就几种常见的地质模型进行正演模拟，论证了本文正演建模方法的有效性。
【关键词】：波动方程 有限差分 正演建模 边界条件 频散
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：P631.4
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势11-13
• 1.2.1 波动方程地震正演建模概述11-13
• 1.2.2 波动方程有限差分地震正演建模研究现状13
• 1.3 论文的主要工作及贡献13-15
• 1.3.1 论文的主要工作13-14
• 1.3.2 论文的主要贡献14-15
• 1.4 论文结构安排15-17
• 第二章 地震介质模型及其波动方程形式17-26
• 2.1 地震介质模型17-19
• 2.1.1 理想弹性介质模型17
• 2.1.2 粘弹性介质模型17-18
• 2.1.3 声学介质模型18-19
• 2.2 地震波动方程19-25
• 2.2.1 弹性波动方程19-21
• 2.2.2 粘弹性波动方程21-23
• 2.2.3 声波波动方程23-25
• 2.3 小结25-26
• 第三章 地震波动方程时域有限差分离散化26-50
• 3.1 地震波动方程规格网格有限差分离散化26-37
• 3.1.1 空间导数规则网格有限差分格式26-32
• 3.1.2 时间导数规则网格有限差分格式32-36
• 3.1.3 地震波动方程规则网格有限差分离散化36-37
• 3.2 地震波动方程交错网格有限差分离散化37-46
• 3.2.1 空间导数交错网格有限差分格式38-43
• 3.2.2 时间导数交错网格有限差分格式43-45
• 3.2.3 地震波动方程交错网格有限差分离散化45-46
• 3.3 模型计算与分析46-49
• 3.4 小结49-50
• 第四章 波动方程时域有限差分正演建模若干关键问题50-78
• 4.1 震源条件50-54
• 4.1.1 震源函数51
• 4.1.2 震源加载方式51-52
• 4.1.3 模型计算与分析52-54
• 4.2 初始条件54-56
• 4.2.1 规格网格初始条件54-55
• 4.2.2 交错网格初始条件55-56
• 4.3 稳定性56-57
• 4.4 边界条件57-64
• 4.4.1 吸收边界条件57-59
• 4.4.2 完全匹配层技术59-62
• 4.4.3 模型计算与分析62-64
• 4.5 频散问题64-77
• 4.5.1 通量矫正传输技术64-68
• 4.5.2 模型计算与分析68-77
• 4.6 小结77-78
• 第五章 波动方程时域有限差分正演建模软件模块实现78-92
• 5.1 波动方程时域有限差分正演建模软件模块78-81
• 5.1.1 波动方程时域有限差分正演流程78-79
• 5.1.2 模块设计界面79-81
• 5.2 典型地质模型正演模拟81-91
• 5.2.1 多层水平层状地质模型81-83
• 5.2.2 倾斜体地质模型83-85
• 5.2.3 逆断层地质模型85-87
• 5.2.4 透镜体地质模型87-89
• 5.2.5 陷落柱地质模型89-91
• 5.3 小结91-92
• 第六章 总结与展望92-94
• 6.1 全文工作总结92-93
• 6.2 未来工作展望93-94
• 致谢94-95
• 参考文献95-100
• 攻读硕士学位期间的研究成果100-101

【参考文献】

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1 韩

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