基于MC-PML的二维Rayleigh波正演模拟及频散特征分析

Rayleigh波正演模拟是认识Rayleigh波传播规律的重要手段,也是Rayleigh波反演的基础.然而,在浅地表高泊松比地质体的Rayleigh波正演模拟中,应力镜像与二阶速度展开的自由表面处理方法配合传统的C-PML技术会产生严重的数值不稳定问题.为此,本文首先从弹性波动方程出发,基于应力镜像与二阶速度展开法,推导了自由边界条件下应力分量与速度分量的更新公式;然后再借助MC-PML边界条件处理模型左右两边和底部的人工截断边界,以确保自由边界与吸收边界耦合区域的计算稳定;最终采用GPU并行编程架构,实现了基于MC-PML的Rayleigh波正演模拟技术．通过四组典型模型试验及频散分析结果表明:应力镜像与二阶速度展开的自由表面处理方法结合MC-PML技术能够准确刻画Rayleigh波传播规律,MC-PML技术不受自由表面影响,未见数值不稳定,频散能量谱的峰值连线与理论频散曲线的高度一致性进一步证实本文Rayleigh波正演模拟所采用的关键处理技术是正确的．     

基于Qt编程的实时二维地震波有限差分模拟

将Qt编程与二维有限差分正演模拟相结合,开发一种能够进行实时正演模拟以及将正演结果用png图片形式或segy文件格式输出的软件。首先,将二维声波方程、二阶Clayton_Engquist_majda吸收边界条件以及子波函数进行离散后进行软件设计和编程;编程过程中,试验发现全波形和半波形子波对正演结果的影响,并提出解决方法;给出实时显示波场的实现思路并进行验证,通过增益参数的添加提高了波场对比度和正演效果。