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柱对称条件下利用交错网格有限差分法模拟地震面波: 1.引言近年来,面波勘探相关的实践与理论研究日益增多,面波已然成为地震波研究中的一大热点。而数值模拟作为研究地震面波传播特征的重要手段,对于面波数据的采集、处理和解释各环节都起到一定的指导作用。本文推导出二维情况下柱坐标...; 熊嫘孙成禹李世中; 关键词：地震面波交错网格有限差分法

基于旋转交错网格有限差分法的二维三分量面波模拟及频散曲线验证: 1.引言面波波动方程模拟时瑞雷波模拟和勒夫波模拟通常分开进行,利用标准交错网格分别求解对应的波动方程。本文基于TI介质的二维三分量方程将勒夫波和瑞雷波方程合并到同一方程中,同时进行求解,提高计算效率。采用旋转交错网格(S...; 魏皓童思友; 关键词：频散曲线三分量交错网格有限差分法

基于时空域交错网格有限差分法的应力速度声波方程数值模拟被引量：10: 2022年; 目前应力速度声波方程数值模拟普遍采用时间二阶和空间2M阶交错网格差分法,相应的差分系数仅利用空间域频散关系和泰勒展开求解。但波动方程数值求解在时间和空间域同时进行,仅利用空间域频散关系计算差分系数,易产生数值频散,因而影响数值模拟精度。针对该问题,从差分离散波动方程和平面波理论出发,推导出了时间二阶、空间2M阶交错网格差分法的时空域频散关系,并进一步导出了基于时空域频散关系和泰勒展开的差分系数算法,该算法求解的差分系数随地震波的传播速度自适应变化。数值频散分析结果表明,新的差分系数算法能够有效减小数值频散进而提高模拟精度;稳定性分析结果表明,新的差分系数算法能够有效增强交错网格有限差分法的稳定性,使得该方法能采用更大的时间步长从而提高计算效率。层状介质模型和塔里木盆地典型复杂构造模型数值模拟实例进一步验证了基于新差分系数算法的交错网格有限差分法在提高模拟精度和计算效率方面的优越性。; 彭更新刘威郭念民胡自多徐凯驰裴广平; 关键词：数值频散交错网格有限差分数值模拟

基于CUDA的高阶旋转交错网格有限差分法的弹性波正演模拟被引量：9: 2022年; 应用高阶旋转交错网格的有限差分法,求解了基于一阶的速度-应力弹性波方程,推导了时间二阶精度空间2M阶精度的高阶有限差分离散格式.为了提高弹性波正演模拟效率,论文探讨了常规的CPU串行计算、基于GPU平台的节点并行计算、基于GPU平台的分量、节点同时并行的3种正演模拟计算模式,给出了不同算法的流程示意图.通过对比3种算法的耗时及后两种算法的加速比,可清晰判定,基于GPU平台的节点并行算法较CPU平台的串行算法有明显加速,最大加速比可达到60倍,而基于分量、节点同时并行算法的最大加速比最大可到180左右,加速效果更为明显.最后应用Marmousi模型的15000次时间步迭代的正演计算,基于分量、节点GPU并行算法大约是节点并行计算耗时的1/3,说明了该并行设计能有效提高弹性波正演模拟的效率,节约计算耗时.; 赵明哲杨军张陆军袁忠明王向宇王珣曹岑冯德山; 关键词：并行计算正演模拟弹性波

高桩低应变测试的交错网格有限差分法响应分析被引量：3: 2021年; 为了研究应力波在高桩中传播的三维效应,建立了桩土系统的轴对称模型。运用交错网格有限差分法编制了计算程序并得到了高桩的数值计算结果,通过将该计算结果与高桩实测曲线进行对比,验证了该数值计算的可行性与可靠性。本文研究了高桩低应变检测的最佳拾振位置、对比了高桩与全埋入桩的区别并分析了外露桩长及桩周土对桩顶有效信号的影响。结果表明:距离桩心0.6R处为最佳拾振位置;高桩与全埋入桩相比,具有明显的入岩(土)信号且桩底反射波幅值较大;除此之外,外露桩长和桩周土剪切波速也对入岩(土)信号及桩底反射波产生了一定的影响。; 姜静卢志堂高子杰; 关键词：高桩低应变检测交错网格有限差分法

基于优化交错网格有限差分法的VSP逆时偏移被引量：1: 2020年; 相比于常规地面地震资料,VSP地震数据具有波场信息丰富、分辨率和信噪比高等优点;逆时偏移方法基于双程波波动方程,被认为是目前成像精度最高的地震资料偏移成像方法,二者相互结合,有利于精确刻画井旁构造以及识别地下复杂地质构造。本文从二维变密度声波波动方程入手,研究基于优化交错网格有限差分法的VSP数据高精度逆时偏移方法。针对逆时偏移的不同方面,采用优化交错网格有限差分法进行高精度波场延拓,采用PML吸收边界条件压制由人工截断边界造成的边界反射,采用有效边界存储策略降低波场存储需求,采用震源归一化零延迟互相关成像条件进行高精度成像,采用高阶拉普拉斯滤波方法压制低频成像噪声。模型测试结果表明:本文方法能够实现VSP数据的高精度逆时偏移成像,相比于常规地面地震数据的逆时偏移,VSP数据的逆时偏移能够更加精确地识别如高陡构造、速度变化剧烈构造等地下复杂地质构造,验证了方法的有效性。; 刘炜王彦春毕臣臣徐仲博; 关键词：VSP 逆时偏移存储策略噪声压制

基于交错网格有限差分法断面波影响因素正演分析: 断层和断裂带的有效识别是地震资料解释中的重要环节,断层在地震信号响应中以断面波的形式体现,因此断面波成像的质量关系到断层的精细识别与刻画。本文利用精度较高的交错网格有限差分正演模拟方法对断面波成像的影响因素进行了正演研究...; 徐嘉亮于娅贺电波边立恩; 关键词：正演模拟交错网格有限差分

基于交错网格有限差分法的断面波叠前时间偏移成像影响因素正演分析被引量：2: 2018年; 断层和断裂带的有效识别是地震资料解释中的重要环节,断层在地震信号响应中以断面波的形式体现,因此断面波成像的质量关系到断层的精细识别与刻画.本文利用精度较高的交错网格有限差分正演模拟方法对断面波成像的影响因素进行了正演研究,主要正演分析的参数包括采集因素中的电缆长度和采集方向,地质因素中的断层倾角、断距、反射系数,以及处理因素中的偏移方法等几个方面.通过正演论证得出:采用合理的采集参数能够提高断面波的照明度;有效结合地质因素能够提高断面波的解释精度;利用合理的偏移方法能够使断层归位更加准确,断面波有效成像.基于以上结论,对于断面波的精确识别与刻画,应综合采集因素,处理因素及地质因素,只有这样才能提高断层的解释精度,有效减小解释误差.; 徐嘉亮周东红王玉英边立恩吕振宇; 关键词：交错网格有限差分

基于高阶交错网格有限差分法的海洋声场计算被引量：4: 2017年; 为更好地认识和解释海洋声场的传播规律,基于数值计算的方法对声场的传播过程进行了模拟,给出了二维理想流体介质中的一阶声波方程,推导出相应的高阶交错网格有限差分格式,以及海水自由界面和完全匹配层吸收边界条件(PML)公式,并采用通量校正传输方法(FCT)压制数值色散。通过对海洋声场计算,验证了所采用的自由界面条件、吸收边界条件、FCT,以及声场模拟的正确性。; 孟路稳程广利张明敏尚建华; 关键词：交错网格高阶有限差分

利用高阶交错网格有限差分法数值模拟VTI介质井孔声场被引量：1: 2016年; 横向各向同性(TI)介质是岩石地球物理中常见的一种现象,研究其井孔声场传播特征对声波测井理论以及为声波测井解释提供依据具有重要意义。针对具有垂直对称轴的横向各向同性(VTI)介质,根据柱坐标系条件下的弹性波波动方程,推导了速度—应力交错有限差分公式,采用时间二阶、空间十阶的交错有限差分算法对VTI介质中的井孔声场进行数值模拟。给出了在均匀介质中井孔声场不同时刻的波场快照,以及不同各向异性系数的VTI介质中的波场快照,计算了井轴上声源激发出的声波全波列波形。结果表明,在其他条件不变的条件下,VTI地层的各向异性系数的增大对横波的传播影响不大,但会使得纵波在纵向上的传播速度相对变小,径向上变化不大。各向异性系数的增大会使声波测井全波列首波信号时差变大,声波幅度略变小。; 岳崇旺王飞; 关键词：高阶 VTI 介质井孔声场

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