二维叠后地震数据的平稳随机介质参数估计

随机介质参数估计是随机介质理论应用于地震勘探的关键.本文提出了一种从二维叠后地震数据中估计平稳随机介质参数的方法.文中阐述了二维叠后地震数据与随机介质波阻抗模型的关系,以及随机介质自相关函数参数的估计原理和方法,并结合实例详细介绍了应用功率谱法进行随机介质参数估计的具体步骤;通过多个二维理论模型的估计试验,验证了方法的可行性和正确性;还对实际地震数据进行了随机介质参数的估计试验,结果表明,随机介质参数可以为三角洲沉积相的进一步划分提供参考,反映了该方法有较好的应用前景.相比前人的研究,本文所提出的随机介质参数估计方法是一种真正的二维算法,特别是能给出自相关角度θ的估计,这种基于功率谱的估计方法具有直观且高效率的优点,但也存在着误差较大的问题,需要进一步的改进和完善.     

广义散射层析成像反演

本文详细地给出了基于非均匀介质的体散射广义散射层析成像反演的基本理论.广义散射层析成像反演可以描述为波场的反向传播和对成像场进行局部波数域滤波的过程.在数值算例中,利用背景速度沿深度方向均匀变化的v(z)介质中的简单的方块作为速度异常体的模型,通过对该模型产生的低频的Born数据和声波的正演数据的测试,在对采集系统进行有限频率带宽和空间孔径的校正来进行局部成像矩阵谱的恢复中,可以看出模型中各点的谱在恢复后的质量无论从覆盖的面积范围还是幅值的均一性上都有着明显的提高;在对速度模型的重建中,广义散射层析成像反演能够很好地恢复速度模型的低频分量,即便是方块速度异常体相对于背景速度的平均速度扰动是23%也能很好地重建模型中的速度,且对于不同的背景速度模型基本上都能很好地恢复Marmousi速度模型的低频分量.所以该方法将基于Born模型的层析成像反演适应范围进行了一定程度的扩展.     

超新星遗迹SN1572周边的分子气体分布

超新星遗迹(supernova remnant,简写为SNR)在早期阶段的结构和演化是与周围星际介质环境密切相关的,这些星际介质也就成为研究SNR.演化的探针.观测了SN1572方向周围的12CO(J=1-0)谱线,拟调查SN 1572周围CO气体的分布,为研究SN 1572与周围分子气体的关系以及该超新星遗迹的演化提供观测依据.观测结果表明,在视向速度VLSR=-69～-58km s-1范围内的CO分子气体与SN 1572成协,此速度成分来自一个大尺度分子云.分子气体沿着SNR的射电壳边缘连续地但非均匀地分布,形成一个包围着SNR的半封闭的分子壳层.整个东半边有着增强的发射,尤其是东北边缘处的CO发射最强.峰值发射位置的谱线呈致宽(>5km s-1)的速度特征,结合光学,红外、X-射线等其它波段在对应位置上的已有观测,都表明了快速的激波和抛出物质正膨胀进入东北边缘的分子气体中,与稠密的气体发生相互作用.这种相互作用将对SN 1572今后的演化有着重要的影响.     

解密星际尘埃

在之前的文章中,我们介绍了星际气体（2009年第5期）,这一期将讲到星际介质的另一大类——星际尘埃。星际尘埃尽管所占比重非常非常小（只有星际气体质量的1％）,但所起的作用却是很大的。它们可以影响星系的演化过程,同时也是星系光谱的塑造者之一：尘埃吸收的高频光子会在红外到毫米波段再辐射出来。     

星际气体之谜

星系中除了恒星,还有一个重要的组成部分就是恒星间的星际介质。星际介质又叫星际物质,包括气体、尘埃、磁场、宇宙线等。天文学家们最先关注的就是无处不在的星际气体。     

波场模拟中的数值频散分析与校正策略

波动方程有限差分法正演模拟,对认识地震波传播规律、进行地震属性研究、地震资料地质解释、储层评价等,均具有重要的理论和实际意义.但有限差分法本身固有存在着数值频散问题,数值频散在正演模拟中是一种严重的干扰,会降低波场模拟的精度与分辨率.针对TI介质波场模拟的交错网格有限差分方法,本文从空间网格离散、时间网格离散和算子近似等三个方面对其产生的数值频散进行了分析,并结合其他学者的研究成果给出了TI介质波场模拟中压制数值频散的方法与策略：在已知介质频散关系时,对差分算子可实施算子校正;通过提高差分方程的阶数来提高波场模拟精度;采用流体力学中守恒式方程的通量校正传输方法来压制波场模拟中的数值频散;在实际正演模拟时,采用交错网格高阶有限差分方程,不仅在空间上采用高阶差分,而且在时间上也要采用高阶差分,否则只在单一方向上（空间或时间）提高方程的阶数对压制数值频散也不会取得理想的效果.     

流体饱和多孔隙介质二维弹性波方程正演模拟的小波有限元法

本文将小波有限元法引入到流体饱和多孔隙介质二维波动方程的正演模拟中,以二维Daubechies小波的尺度函数代替多项式函数作为插值函数,构造二维张量积小波单元.引入一类特征函数解决了Daubechies小波没有显式解析表达式所带来的基函数积分值计算问题,并推导出计算分数节点上Daubechies小波函数值的递推公式,从而构造出由小波系数空间到波场位移空间的快速小波变换.数值模拟结果表明该方法是有效的.     

半球形凹陷饱和土半空间对入射平面SV波三维散射问题的解析解

以Biot饱和多孔介质动力学理论为基础,利用Fourier Bessel级展开法,给出了饱和多孔介质半空间中半球形凹陷地形对入射平面SV波散射问题的解析解.利用这一解析解数值计算地表位移幅值,分析入射角、入射波频率对地表位移幅值的影响,并与现存的单相介质情况下三维半球形凹陷问题解析解进行对比得出如下结论：(1)本文两相介质模型与单相介质模型有很大区别;(2)入射角、入射频率对场地表面位移分量有重要影响;(3)随着入射角、入射频率的增大,地表位移分布变得更复杂,且放大效应比单相介质模拟结果更加显著.     

任意倾斜各向异性介质中弹性波波场交错网格高阶有限差分法模拟

给出了任意倾斜各向异性介质中二维三分量一阶应力速度弹性波方程交错网格任意偶数阶精度有限差分格式及其稳定性条件,并推导出了二维任意倾斜各向异性介质完全匹配吸收层法边界条件公式和相应的交错网格任意偶数阶精度差分格式. 数值模拟结果表明,该方法模拟精度高,计算效率高,边界吸收效果好. 各向异性介质中弹性波波前面形态复杂, 且qP波波速不总是比qS波波速快. qS波波前面和同相轴的三分叉现象普遍, 且其同相轴一般不是双曲线型. 当TI介质倾斜时,3个分量上均能够观测到横波分裂现象, 而且各波形的同相轴变得不对称.      

随机溶洞介质模型及其波场模拟

提出了一种模拟构造随机溶洞介质模型的新方法.从现有的随机介质模型理论出发,以混合型连续随机介质的每一个局部最大值点作为一个溶洞分布区的中心点,本文引入了溶洞分布区的局部半径d和溶洞面积p这两个模型特征量,采用阀值截取方法模拟构造各种不同形式的随机溶洞介质模型.用局部半径d描述溶洞介质在大尺度上的离散程度,用溶洞面积p描述在各个溶洞分布区中溶洞介质的面积.通过选择从不同的混合型连续随机介质模型出发,选择不同的局部半径d和溶洞面积p,使用阀值截取法,我们可以最终得到能灵活、准确地描述实际复杂溶洞介质的各种随机溶洞介质模型.本文最后在各种不同形式的随机溶洞介质模型中,作了平面弹性波自激自收记录的数值模拟,并得出了一些结论.