本文通過交錯網格有限差分算法計算機數值模擬煤層及其圍巖中地震波的傳播和衰減。并通過數值模擬結果的分析，對各種代表煤巖特征的介質模型對地震波傳播的影響進行提取和研究，進而實現對煤層中地震波傳播的特征研究。文章首先分析計算機數值模擬的對象，也就是代表不同條件下煤層或其圍巖彈性特征的介質模型，得到體現煤層不同特征的均勻彈性模型，各向異性模型，雙相模型和隨機模型。接下來對有限差分的基本原理，基本過程，實現方法，邊界條件，不連續(xù)面處理等問題加以討論。而后根據不同的計算機模擬對象，推導出不同的有限差分算法加以模擬得到包含不同信息的模擬結果。最后從結果中提取包含介質特征的信息并加以分析。通過運用廣義達西定理，隨機建模和不同程度的各向異性模型分析了煤層及其圍巖的地震相應。最終通過實例檢驗數值模擬的作用。 

【文章頁數】：171 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
詳細摘要
Detailed Abstract
1 引言
    1.1 產業(yè)現狀與需求
    1.2 地震波傳播介質模型研究現狀
        1.2.1 各向異性模型
        1.2.2 Hudson 模型
        1.2.3 Biot 模型
    1.3 地震波傳播計算機模擬技術現狀
        1.3.1 有限差分技術
        1.3.2 其他數值模擬技術
    1.4 存在的問題
    1.5 擬解決的問題
    1.6 本章小結
2 介質模型
    2.1 裂隙各向異性模型
        2.1.1 EDA 模型的本構關系
        2.1.2 EDA 介質模型的波動方程
        2.1.3 EDA 介質模型的速度特征
    2.2 雙相模型
        2.2.1 Biot 模型的基本方程
        2.2.2 Biot 模型的波動方程
        2.2.3 Biot 模型的速度方程
    2.3 隨機介質模型
        2.3.1 隨機模型的表示方法
        2.3.2 隨機模型的實現
    2.4 粘彈性模型
        2.4.1 介質模型的彈性和粘性
        2.4.2 兩個基本模型的等效組合
        2.4.3 粘彈性介質的蠕變模量和松弛模量
        2.4.4 粘彈性介質的波動方程
        2.4.5 粘彈性介質的速度
    2.5 本章小結
3 差分算法
    3.1 差分網格
    3.2 導數的差分近似
    3.3 差分方程及其解
        3.3.1 顯式差分和隱式差分格式
        3.3.2 均勻介質與非均勻介質差分算法
    3.4 運動方程和胡克定律
    3.5 一維均勻介質的最優(yōu)精度差分算子
    3.6 包含不連續(xù)面的復雜粘彈性介質差分
        3.6.1 一維非均勻問題
        3.6.2 三維非均勻問題
        3.6.3 粘彈性問題
        3.6.4 邊界問題
    3.7 本章小結
4 煤層彈性波傳播數值模擬
    4.1 均勻彈性各向同性模型
        4.1.1 均勻彈性介質有限差分算法
        4.1.2 數值模擬
    4.2 均勻彈性各向異性模型
        4.2.1 六方各向異性介質的速度特征
        4.2.2 各向異性算法的具體實現
        4.2.3 均勻各向異性介質有限差分模型
    4.3 雙相模型
    4.4 隨機模型模擬
        4.4.1 馮卡門相關介質模型的構建
        4.4.2 馮卡門相關介質模型中地震波傳播的模擬
        4.4.3 馮卡門相關介質模型中地震波衰減的模擬
    4.5 本章小結
5 煤層彈性波衰減數值模擬
    5.1 孔隙彈性介質的交錯網格差分算法
    5.2 孔隙彈性介質的衰減分析
    5.3 本章小結
6 數值技術在勘探中的應用
    6.1 基本情況介紹
    6.2 原始數據采集
    6.3 偏移技術與數值模擬
    6.4 彈性參數反演
    6.5 本章小結
7 結論與展望
    7.1 結論
    7.2 未來工作展望
參考文獻
致謝
作者簡介
在學期間發(fā)表的學術論文


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]計算機控制中心在煤炭采掘系統(tǒng)中的應用[J]. 范晰,王鐘莊,吳赟婷.  煤炭技術. 2013(09)
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博士論文
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本文編號：3709921