在地震學的研究中地震波數(shù)值模擬具有非常重要的作用。因為基于格點的有限差分方法容易實現(xiàn)、計算效率高,所以它已經(jīng)成為地震波數(shù)值模擬中最為常用的方法之一。在真實的地震波傳播過程中,地震波在介質(zhì)參數(shù)沒有變化的位置不會產(chǎn)生反射波。但由于離散網(wǎng)格的空間大小有限,導致計算模型最外層可以產(chǎn)生影響計算結(jié)果的虛假反射。因為虛假反射的存在,所以需要在計算區(qū)域的邊界處對地震波進行處理來得到更為真實的數(shù)值模擬結(jié)果。完全匹配層吸收效果好、計算效率高、適用范圍廣,在地震波數(shù)值模擬中得到了廣泛應用。本文中首先介紹了二維P-S波一階速度-應力彈性波動方程、交錯網(wǎng)格有限差分方法和基于輔助微分方程表示的標準完全匹配層和復頻移完全匹配層(CFS-PML)的表達式。然后,使用上述的方法討論了復頻移完全匹配層(CFS-PML)的參數(shù)選取方案,給出了一組優(yōu)化的參數(shù)選取方式,提升了吸收效果。在此基礎上簡要對多軸復頻移完全匹配層(CFS-MPML)的設置方法進行探討。提出了一種可能的取值形式,在保證多軸完全匹配層的吸收效果的同時減弱了多軸吸收產(chǎn)生的反射波。在實際應用中,前人雖然對CFS-PML的參數(shù)的優(yōu)化取值方法進行了大量討論,但是都...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 前言
    1.1 地震波數(shù)值模擬方法
    1.2 地震波數(shù)值模擬中的吸收邊界問題
    1.3 研究目的和主要內(nèi)容
第2章 地震波數(shù)值模擬和完全匹配層方法理論
    2.1 控制方程
    2.2 有限差分方法
    2.3 完全匹配層
        2.3.1 完全匹配層的復坐標拉伸解釋
        2.3.2 標準完全匹配層
        2.3.3 復頻移完全匹配層(Complex frequency-shifted PML)
        2.3.4 多軸完全匹配層(Multi-axia PML)
        2.3.5 地震波在完全匹配層內(nèi)的衰減特性
    2.4 本章小結(jié)
第3章 復頻移完全匹配層和多軸完全匹配層的參數(shù)設置方法
    3.1 衰減參數(shù)d的作用和優(yōu)化取值方式
    3.2 頻移參數(shù)α的作用和優(yōu)化取值方式
    3.3 參數(shù)聲的作用和優(yōu)化取值方式
    3.4 多軸完全匹配層
        3.4.1 多軸完全匹配層方法的適用范圍
        3.4.2 多軸完全匹配層方法參數(shù)的優(yōu)化設置
    3.5 本章小結(jié)
第4章 理論反射系數(shù)R的優(yōu)化
    4.1 理論反射系數(shù)R取值公式的修正
    4.2 大角度掠射情況下的R的設置
    4.3 本章小結(jié)
第5章 復雜速度模型參數(shù)取值方法
    5.1 雙層高速度比模型
    5.2 多層模型
    5.3 復雜模型(Marmousi)
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 未來展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學術(shù)論文與取得的其他研究成果



本文編號：3785192