發(fā)布時(shí)間：2019-03-12 16:01

【摘要】：自由表面邊界條件是決定瑞雷波數(shù)值模擬效果的關(guān)鍵因素。本文基于標(biāo)準(zhǔn)交錯(cuò)網(wǎng)格高階有限差分法,在二維各向同性彈性介質(zhì)背景下,針對(duì)應(yīng)力鏡像法(SIM)、改進(jìn)應(yīng)力鏡像法(MSIM)、橫向各向同性介質(zhì)替換法(MS)和聲學(xué)—彈性邊界近似法(AEA)等四種最具代表性的自由表面邊界條件進(jìn)行了數(shù)值模擬,并在均勻半空間模型中從波場快照、波形曲線和頻散曲線三個(gè)角度進(jìn)行了對(duì)比分析。在相同條件下,上述四種方法均能生成符合勘探地球物理規(guī)律的波場快照,各自對(duì)應(yīng)的數(shù)值解與解析解的擬合誤差都隨網(wǎng)格剖分精度的提高而減小,SIM和AEA數(shù)值模擬的穩(wěn)定性和精度都明顯高于MSIM和MS�；趯訝罱橘|(zhì)模型的進(jìn)一步研究表明:對(duì)于簡單模型,SIM和AEA都能得到比MSIM和MS更高精度的數(shù)值模擬結(jié)果;對(duì)于復(fù)雜模型,AEA的精度最高,是最適合瑞雷波數(shù)值模擬的自由表面邊界條件。
[Abstract]:The free surface boundary condition is the key factor to determine the effect of Rayleigh wave numerical simulation. In this paper, based on the standard staggered grid high-order finite difference method and in the context of two-dimensional isotropic elastic medium, an improved stress mirror method, (MSIM), is proposed for the stress mirror method (SIM),). Four of the most representative free surface boundary conditions, the transverse isotropic medium replacement method (MS) and the acoustic-elastic boundary approximation method (AEA), are numerically simulated and a snapshot of the wave field in a homogeneous half-space model is carried out. The three angles of waveform curve and dispersion curve are compared and analyzed. Under the same conditions, the above four methods can all generate wave field snapshots in accordance with the geophysical law of exploration, and the fitting errors of the corresponding numerical solutions and analytical solutions decrease with the increase of mesh generation accuracy. The stability and accuracy of SIM and AEA numerical simulation are obviously higher than those of MSIM and MS.. The further research based on the layered medium model shows that for the simple model, both SIM and AEA can obtain more accurate numerical simulation results than those of MSIM and MS. For complex models, AEA has the highest accuracy and is the most suitable free surface boundary condition for Rayleigh wave numerical simulation.
【作者單位】： 中國地質(zhì)大學(xué)地球物理與空間信息學(xué)院;地球內(nèi)部多尺度成像湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41574114、41174113) 中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目(SKJ2016098)聯(lián)合資助
【分類號(hào)】：P631.4

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