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多次透射公式(MTF)物理概念简单,便于在计算机上实现时空解藕的高精度波动数值模拟。然而,MTF与其它局部人工边界条件类似,存在数值模拟失稳问题,如高频振荡便是可能出现的失稳现象。本文在分析MTF高频振荡失稳机理的基础上,提出了在波动有限元数值模拟中消除MTF高频振荡失稳的一种措施,即在整个有限元数值模拟区内施加与应变速率成正比的较小粘性阻尼;同时,讨论了这一稳定措施的有效性及其对数值计算精度的影响,并通过数值试验检验了这一稳定措施的可行性。结果表明,消除高频振荡失稳的措施行之有效,且只对波动有限元数值模拟中无意义的高频分量具有抑制作用,而对有意义的较低频段内的波动有限元数值模拟精度影响较小。 相似文献
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本文对场地地震波动模拟中透射边界的稳定性问题进行了一系列研究。对已有的透射边界稳定措施做了比较分析,并给出了不同措施的适用性。结合粘弹性边界的物理模型提出了一个新的消除透射边界飘移失稳的措施,参考高频滤波的思路探讨了一种新的消除透射边界葛频振荡失稳的措施,并用数值试验验证了这两种新的透射边界稳定方法的有效性。将显式行限元一有限差分方法结合透射边界的数值解法的计算结果与解析结果作对比分析,验证这弹一套数值解法的计算精度。利用二维模型模拟了自贡土层和山脊地形的场地效应,利用显戈有限元一有限差分方法结合透射边界这套数值解法进行数值模拟计算,应用汶川地震的实示强震观测记录来验证这套数值解法对于实际地震波动模拟的有效性。 相似文献
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研究了地球物理构造成像中一类双曲方程不适定问题的数值求解方法,讨论了这类基本问题的不适定性,提出了数值求解方面的逼近问题,给出了讨论问题的基本空间,论证了基本空间为Hibert空间及基本空间上关于连续映射与收敛性方面的若干结果,从而为讨论逼近问题的适定性与收敛性奠定了基础. 相似文献
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波动方程有限差分法是一种使用广泛的地震波数值模拟方法.但是有限差分法本身固有存在着数值频散问题,会降低地震波场模拟的精度与分辨率.为了克服常规有限差分算子的数值频散,本文针对VTI介质地震波数值模拟问题,构造了频率-空间域qP波波动方程高精度有限差分优化算子,根据最优化理论中高斯-牛顿法确定了高精度有限差分算子的优化系数.利用常规差分算子和高精度优化差分算子对归一化相速度的频散关系精度进行了对比分析,并对均匀各向同性介质和均匀VTI介质中的qP波地震波场进行了有限差分数值模拟,通过频散关系精度分析和波场数值模拟结果表明:有限差分优化算子具有较高的波场数值模拟精度,有效压制了传统有限差分算子数值模拟中的数值频散现象,提高了有限差分算子精度,为VTI介质频率-空间域qP波正演模拟奠定了基础. 相似文献
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本文针对显式有限元-有限差分法进行了系统的研究,包括理论分析、算法改进以及实际应用.通过理论推导定量地研究了采用这种数值模拟方法对波动传播规律的影响,以及其在结合局部透射人工边界进行计算时的稳定条件.就采用该方法结合局部透射人工边界求解波源问题和散射问题的情况分别提出了改进计算的措施,并通过数值试验验证其有效性. 相似文献
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两相介质动力学问题的研究进展 总被引:6,自引:2,他引:6
本回顾了两相多孔介质研究的历史,包括基本运动微分方程,两相介质中弹性波的传播性质,两相介质动力问题的解析方法及数值方法,以及数值方法中涉及的人工边界条件,并指出其中存在的问题和今后值得研究的方向。 相似文献
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提出一种新的数值微分运算方法,即错格实数傅里叶变换微 分法. 该方法的运算速度 比错格复数傅里叶变换数值微分解法快0.33倍;因为该微分算法在整个微分运算过程中保留 了奈奎斯特分量,使得它比普通分格的实数傅里叶变换数值微分算法的精度高,稳定性好. 将该方法和Cagniard De Hoop解析法在求解半无限空间地震波动的问题中进行比较,结果 表明,新微分法的精度和解析方法的精度相同. 在非均匀介质中的地震波传播数值模拟的结 果表明,该方法是一种研究非均匀介质中地震波传播问题的有效的数值微分方法. 相似文献
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波动数值模拟中透射边界的稳定实现 总被引:21,自引:0,他引:21
从波动能量在计算区内累积增大的观点出发,通过简单的一维弹性波模型,系统地阐明了在近场波动数值模拟中透射边界两类数值失稳--"高频振荡"和"零频飘移"的机理:前者源于对波动数值模拟无意义的高频波动在人工边界上的放大和波在有限计算区内多次反射产生的反复放大;后者则源于透射边界允许零频和接近零频的分量不断进入计算区. 由此提出了稳定实现透射边界的完整方案包括两项简单措施:第一,在全部计算区内按文中建议的方法注入小阻尼,以消除高频振荡;第二, 给出一种具有明确物理意义的消除零频飘移的算子算法. 最后,提供了三维波源问题和散射问题的详细数值试验结果. 相似文献
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Three‐dimensional receiver deghosting of seismic streamer data using L1 inversion and redundant extended radon dictionary 下载免费PDF全文
In this paper, we propose a novel three‐dimensional receiver deghosting algorithm that is capable of deghosting both horizontal and slanted streamer data in a theoretically consistent manner. Our algorithm honours wave propagation phenomena in a true three‐dimensional sense and frames the three‐dimensional receiver deghosting problem as a Lasso problem. The ultimate goal is to minimise the mismatch between the actual measurements and the simulated wavefield with an L1 constraint applied in the extended Radon space to handle the underdetermined nature of this problem. We successfully demonstrate our algorithm on a modified three‐dimensional EAGE/SEG Overthrust model and a Red Sea marine dataset. 相似文献
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本文用一个纵波信息,对一维声波方程的速度和源函数进行联合反演,并考虑到声波方程的反问题是一个不适应问题,对源函数和波速分别和正则化法分步迭代求解,减少反问题的计算工作量,改善该问题的计算稳定性,为计算实际工程和岩性学问题供了一种方法。文中给出只用一个反问题补充条件同时进行多参数反演的公式,并对相应的数值算例进行分析和比较。 相似文献
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2008年11月10日在青海柴达木盆地北缘发生了大柴旦M_W6.3地震,为了研究该地震的区域地震波传播与地面运动特征,本文利用地质资料和地壳速度结构研究成果,构建了柴达木盆地及周边区域三维传播介质模型,采用有限差分方法模拟了大柴旦地震波场传播过程以及地面运动分布特征.结果表明,柴达木盆地对波场传播有明显影响,表现为地震波传入盆地后在边界产生次生面波,盆地沉积物对地震波具有围陷作用,地震地面运动在盆地内振幅增大、持时延长.模拟结果给出的地震地面运动峰值速度分布以及理论地震图均和观测结果符合较好,反映数值模拟较好地给出了观测地面运动的主要特征以及传播介质模型的合理性. 相似文献
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基于BISQ模型的三维双相各向异性介质数值模拟 总被引:5,自引:2,他引:3
Biot-flow and squirt-flow are the two most important fluid flow mechanisms in porous media containing fluids. Based on the BISQ (Biot-Squirt) model where the two mechanisms are treated simultaneously, the elastic wave-field simulation in the porous medium is limited to two-dimensions and two-components (2D2C) or two-dimensions and three-components (2D3C). There is no previous report on wave simulation in three- dimensions and three-components. Only through three dimensional numerical simulations can we have an overall understanding of wave field coupling relations and the spatial distribution characteristics between the solid and fluid phases in the dual-phase anisotropic medium. In this paper, based on the BISQ equation, we present elastic wave propagation in a three dimensional dual-phase anisotropic medium simulated by the staggered-grid high-order finite-difference method. We analyze the resulting wave fields and show that the results are an improvement. 相似文献
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Modified image algorithm to simulate seismic channel waves in 3D tunnel model with rugged free surfaces 总被引:1,自引:0,他引:1 下载免费PDF全文
The existence of rugged free‐surface three‐dimensional tunnel conditions in the coal seams, caused either by geological or mining processes, will inevitably influence wave propagation characteristics when the seismic waves go through the coal mines. Thus, a modified image algorithm has been developed to account for seismic channel waves propagating through this complicated topography with irregular free surfaces. Moreover, the seismic channel waves commonly exhibit damped and dispersive signatures, which is not only because of their own unique sandwich geometry of rock–coal–rock but also because of the viscoelastic behavior of coal. Considering the complexity of programming in three‐dimensional tunnel models with rugged free surfaces, an optimized vacuum grid search algorithm, enabling to model highly irregular topography and to compute efficiently, is also proposed when using high‐order staggered finite‐difference scheme to simulate seismic channel wave propagations in viscoelastic media. The numerical simulations are implemented to investigate the accuracy and stability of the method and the impact of coal's viscoelastic behavior on seismic channel wave propagation characteristics. The results indicate that the automatic vacuum grid search algorithm can be easily merged into high‐order staggered finite‐difference scheme, which can efficiently be applied to calculate three‐dimensional tunnel models with rugged free surfaces in the viscoelastic media. The simulation also suggests that the occurrence of a three‐dimensional tunnel with free surfaces has a remarkable influence on the seismic channel wave propagation characteristics and elastic energy distribution. 相似文献
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