地震波梯度散射的高頻漸近理論與數(shù)值計(jì)算方法
發(fā)布時間:2022-01-24 13:28
光滑速度模型是一種速度具有一階或高階分區(qū)連續(xù)導(dǎo)數(shù)的速度模型,廣泛應(yīng)用于地震偏移成像和全波形反演中。相比于實(shí)際的地下速度分布,在光滑速度模型中不存在速度間斷面(1階間斷),只存在速度導(dǎo)數(shù)間斷面(高階間斷面)。與實(shí)際速度分布中由介質(zhì)參數(shù)間斷面產(chǎn)生的散射不同,當(dāng)?shù)卣鸩▊鞑サ骄哂兴俣忍荻茸兓慕橘|(zhì)中時,入射波與速度梯度的非均勻性相互作用會產(chǎn)生梯度散射,梯度散射場的能量雖然很弱,但對提高地震偏移成像的質(zhì)量有一定的貢獻(xiàn)。然而,到目前為止,人們主要集中于研究實(shí)際速度模型中由介質(zhì)參數(shù)間斷面產(chǎn)生的散射,而由速度梯度的變化產(chǎn)生的梯度散射并沒有得到廣泛的關(guān)注。為了計(jì)算光滑速度模型中由速度梯度變化產(chǎn)生的梯度散射場,本文研究了兩種用于光滑速度模型中梯度散射場計(jì)算的方法:一種是廣義Born近似(其散射項(xiàng)是由精確的Green函數(shù)和近似的Green函數(shù)之間的誤差表示,主要與速度梯度的變化有關(guān));另外一種方法是FK域積分法,常規(guī)的FK域積分法得到的是由介質(zhì)擾動產(chǎn)生的散射場,為了得到由速度梯度變化產(chǎn)生的梯度散射場,本文通過對其中的擾動項(xiàng)進(jìn)行泰勒展開得到了適用于光滑速度模型中梯度散射場計(jì)算的積分公式。通過對以上兩種方法的理...
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:98 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
WKBJ迭代法示意圖
吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文22追蹤方程組主要用來計(jì)算射線路徑和走時,動力學(xué)射線追蹤方程組主要用來計(jì)算射線振幅。圖3.1波前構(gòu)建法示意圖,通過波前i構(gòu)建新的波前i1。3.1.1運(yùn)動學(xué)射線追蹤地震波的走時滿足程函方程:1v………………………………..(3.1.1)式中,為射線走時;v為介質(zhì)的速度。對程函方程使用特征線法求解,可以得到用于求解走時和射線路徑的運(yùn)動學(xué)射線追蹤(KRT)方程組:211,2iiiidxvpdidpvvdx,………………………(3.1.2)其中,ix為射線路徑的空間坐標(biāo);ip為慢度矢量在不同方向上的分量;為射線走時;v為介質(zhì)的速度。由于本章是對二維光滑速度模型進(jìn)行求解,因此這里取i1,2。
第3章基于廣義Born近似的二維梯度散射計(jì)算25圖3.2離散網(wǎng)格示意圖。1、對于第1行和第1列的網(wǎng)格點(diǎn)速度導(dǎo)數(shù),采用方程(3.2.2)對速度進(jìn)行離散求導(dǎo)。2、對于第2行以及第2列的網(wǎng)格點(diǎn)速度導(dǎo)數(shù),采用方程(3.2.3)對速度進(jìn)行離散求導(dǎo)。3、對于第3行到第n-2行以及第3列到第n-2列的網(wǎng)格點(diǎn)速度導(dǎo)數(shù),采用方程(3.2.4)對速度進(jìn)行離散求導(dǎo)。4、對于第n-1行以及第n-1列的網(wǎng)格點(diǎn)速度導(dǎo)數(shù),采用方程(3.2.5)對速度進(jìn)行離散求導(dǎo)。5、對于第n行和第n列的網(wǎng)格點(diǎn)速度導(dǎo)數(shù),采用方程(3.2.6)對速度進(jìn)行離散求導(dǎo)。下面以一維的光滑層狀介質(zhì)為例驗(yàn)證速度導(dǎo)數(shù)計(jì)算結(jié)果,其中速度只與z有關(guān)。圖3.3(a)給出了速度沿深度方向的變化曲線,通過使用五點(diǎn)數(shù)值微分計(jì)算方法求解速度在z方向的導(dǎo)數(shù),得到了圖3.3(b)所示的結(jié)果,根據(jù)光滑速度模型與實(shí)際速度模型之間的關(guān)系可知,速度導(dǎo)數(shù)的極大值處對應(yīng)實(shí)際速度模型中速度的分界面。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]聲波介質(zhì)一次散射波場高斯束Born正演[J]. 岳玉波,錢忠平,張旭東,王德營,岳媛媛,常穩(wěn). 地球物理學(xué)報. 2019(02)
[2]基于模型參數(shù)化的地震波走時與射線路徑計(jì)算[J]. 孫建國,李懿龍,孫章慶,苗賀. 吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版). 2018(02)
[3]三維復(fù)雜山地多級次群推進(jìn)迎風(fēng)混合法多波型走時計(jì)算[J]. 孫章慶,孫建國,王雪秋,高正輝,江兆南. 地球物理學(xué)報. 2017 (05)
[4]高頻漸近散射理論及其在地球物理場數(shù)值模擬與反演成像中的應(yīng)用——研究歷史與研究現(xiàn)狀概述以及若干新進(jìn)展[J]. 孫建國. 吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版). 2016(04)
[5]地震波散射理論及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 邵婕,唐杰,孫成禹. 地球物理學(xué)進(jìn)展. 2016(01)
[6]起伏地表?xiàng)l件下2.5維聲波方程有限差分法數(shù)值模擬[J]. 齊鵬,孫建國. 石油物探. 2014(05)
[7]針對復(fù)雜地形的三種地震波走時算法及對比[J]. 孫章慶,孫建國,韓復(fù)興. 地球物理學(xué)報. 2012(02)
[8]2.5維各向異性介質(zhì)中多波波場正演模擬與波場分析[J]. 蘇云,李錄明,唐娟. 物探與化探. 2010(02)
[9]復(fù)雜地表?xiàng)l件下快速推進(jìn)法地震波走時計(jì)算[J]. 孫章慶,孫建國,韓復(fù)興. 計(jì)算物理. 2010(02)
[10]波前構(gòu)建法中網(wǎng)格點(diǎn)相對定位及屬性計(jì)算研究[J]. 韓復(fù)興,孫建國,孫章慶. 地球物理學(xué)進(jìn)展. 2009(05)
博士論文
[1]論波前構(gòu)建法中的幾個計(jì)算問題[D]. 韓復(fù)興.吉林大學(xué) 2009
[2]地震散射波場特征的數(shù)值模擬研究[D]. 尹軍杰.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2005
碩士論文
[1]光滑速度模型中的反射波計(jì)算[D]. 李懿龍.吉林大學(xué) 2019
[2]地震散射波理論與數(shù)值模擬[D]. 劉鐵華.長安大學(xué) 2010
[3]2.5維簡單介質(zhì)聲波射線波場計(jì)算方法研究[D]. 岳玉波.吉林大學(xué) 2008
[4]基于波前構(gòu)建的射線走時和振幅計(jì)算[D]. 何洋.吉林大學(xué) 2005
本文編號:3606658
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:98 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
WKBJ迭代法示意圖
吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文22追蹤方程組主要用來計(jì)算射線路徑和走時,動力學(xué)射線追蹤方程組主要用來計(jì)算射線振幅。圖3.1波前構(gòu)建法示意圖,通過波前i構(gòu)建新的波前i1。3.1.1運(yùn)動學(xué)射線追蹤地震波的走時滿足程函方程:1v………………………………..(3.1.1)式中,為射線走時;v為介質(zhì)的速度。對程函方程使用特征線法求解,可以得到用于求解走時和射線路徑的運(yùn)動學(xué)射線追蹤(KRT)方程組:211,2iiiidxvpdidpvvdx,………………………(3.1.2)其中,ix為射線路徑的空間坐標(biāo);ip為慢度矢量在不同方向上的分量;為射線走時;v為介質(zhì)的速度。由于本章是對二維光滑速度模型進(jìn)行求解,因此這里取i1,2。
第3章基于廣義Born近似的二維梯度散射計(jì)算25圖3.2離散網(wǎng)格示意圖。1、對于第1行和第1列的網(wǎng)格點(diǎn)速度導(dǎo)數(shù),采用方程(3.2.2)對速度進(jìn)行離散求導(dǎo)。2、對于第2行以及第2列的網(wǎng)格點(diǎn)速度導(dǎo)數(shù),采用方程(3.2.3)對速度進(jìn)行離散求導(dǎo)。3、對于第3行到第n-2行以及第3列到第n-2列的網(wǎng)格點(diǎn)速度導(dǎo)數(shù),采用方程(3.2.4)對速度進(jìn)行離散求導(dǎo)。4、對于第n-1行以及第n-1列的網(wǎng)格點(diǎn)速度導(dǎo)數(shù),采用方程(3.2.5)對速度進(jìn)行離散求導(dǎo)。5、對于第n行和第n列的網(wǎng)格點(diǎn)速度導(dǎo)數(shù),采用方程(3.2.6)對速度進(jìn)行離散求導(dǎo)。下面以一維的光滑層狀介質(zhì)為例驗(yàn)證速度導(dǎo)數(shù)計(jì)算結(jié)果,其中速度只與z有關(guān)。圖3.3(a)給出了速度沿深度方向的變化曲線,通過使用五點(diǎn)數(shù)值微分計(jì)算方法求解速度在z方向的導(dǎo)數(shù),得到了圖3.3(b)所示的結(jié)果,根據(jù)光滑速度模型與實(shí)際速度模型之間的關(guān)系可知,速度導(dǎo)數(shù)的極大值處對應(yīng)實(shí)際速度模型中速度的分界面。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]聲波介質(zhì)一次散射波場高斯束Born正演[J]. 岳玉波,錢忠平,張旭東,王德營,岳媛媛,常穩(wěn). 地球物理學(xué)報. 2019(02)
[2]基于模型參數(shù)化的地震波走時與射線路徑計(jì)算[J]. 孫建國,李懿龍,孫章慶,苗賀. 吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版). 2018(02)
[3]三維復(fù)雜山地多級次群推進(jìn)迎風(fēng)混合法多波型走時計(jì)算[J]. 孫章慶,孫建國,王雪秋,高正輝,江兆南. 地球物理學(xué)報. 2017 (05)
[4]高頻漸近散射理論及其在地球物理場數(shù)值模擬與反演成像中的應(yīng)用——研究歷史與研究現(xiàn)狀概述以及若干新進(jìn)展[J]. 孫建國. 吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版). 2016(04)
[5]地震波散射理論及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 邵婕,唐杰,孫成禹. 地球物理學(xué)進(jìn)展. 2016(01)
[6]起伏地表?xiàng)l件下2.5維聲波方程有限差分法數(shù)值模擬[J]. 齊鵬,孫建國. 石油物探. 2014(05)
[7]針對復(fù)雜地形的三種地震波走時算法及對比[J]. 孫章慶,孫建國,韓復(fù)興. 地球物理學(xué)報. 2012(02)
[8]2.5維各向異性介質(zhì)中多波波場正演模擬與波場分析[J]. 蘇云,李錄明,唐娟. 物探與化探. 2010(02)
[9]復(fù)雜地表?xiàng)l件下快速推進(jìn)法地震波走時計(jì)算[J]. 孫章慶,孫建國,韓復(fù)興. 計(jì)算物理. 2010(02)
[10]波前構(gòu)建法中網(wǎng)格點(diǎn)相對定位及屬性計(jì)算研究[J]. 韓復(fù)興,孫建國,孫章慶. 地球物理學(xué)進(jìn)展. 2009(05)
博士論文
[1]論波前構(gòu)建法中的幾個計(jì)算問題[D]. 韓復(fù)興.吉林大學(xué) 2009
[2]地震散射波場特征的數(shù)值模擬研究[D]. 尹軍杰.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2005
碩士論文
[1]光滑速度模型中的反射波計(jì)算[D]. 李懿龍.吉林大學(xué) 2019
[2]地震散射波理論與數(shù)值模擬[D]. 劉鐵華.長安大學(xué) 2010
[3]2.5維簡單介質(zhì)聲波射線波場計(jì)算方法研究[D]. 岳玉波.吉林大學(xué) 2008
[4]基于波前構(gòu)建的射線走時和振幅計(jì)算[D]. 何洋.吉林大學(xué) 2005
本文編號:3606658
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