波动方程系数矩阵对称化是整合不同类别波动方程、降低波传播模拟难度的有效方法,目前已成功应用于声波方程、各向同性与各向异性介质弹性波动方程。该研究将推导出双项介质波动方程的系数矩阵对称式;随后,引入多轴完全匹配层,采用迎风...波动方程系数矩阵对称化是整合不同类别波动方程、降低波传播模拟难度的有效方法,目前已成功应用于声波方程、各向同性与各向异性介质弹性波动方程。该研究将推导出双项介质波动方程的系数矩阵对称式;随后,引入多轴完全匹配层,采用迎风格式分部求和-一致逼近项(summation by parts-simultaneous approximation terms,SBP-SAT)有限差分方法离散波动方程,并通过能量法进行稳定性评估。通过数值仿真,表明所提出的离散框架具有整合度高,稳定性好和拓展性强等特点。此外,该方法可以稳定模拟曲线域中的波传播并降低其实现成本,表明了波动方程系数矩阵对称化方法及其离散框架在波传播模拟领域具有广泛的应用前景。展开更多
文摘波动方程系数矩阵对称化是整合不同类别波动方程、降低波传播模拟难度的有效方法,目前已成功应用于声波方程、各向同性与各向异性介质弹性波动方程。该研究将推导出双项介质波动方程的系数矩阵对称式;随后,引入多轴完全匹配层,采用迎风格式分部求和-一致逼近项(summation by parts-simultaneous approximation terms,SBP-SAT)有限差分方法离散波动方程,并通过能量法进行稳定性评估。通过数值仿真,表明所提出的离散框架具有整合度高,稳定性好和拓展性强等特点。此外,该方法可以稳定模拟曲线域中的波传播并降低其实现成本,表明了波动方程系数矩阵对称化方法及其离散框架在波传播模拟领域具有广泛的应用前景。
文摘基于速度-应力形式的弹性波动方程,采用分部求和和同时逼近项技术建立的SBP-SAT方法,推导了横向各向同性(transversely isotropy,TI)介质的矩阵对称型(symmetric matrix form,SMF)弹性波动方程离散形式,并通过能量法进行了稳定性分析。将该方法应用于倾斜横向各向同性(tilted transverse isotropic,TTI)介质模型、垂直横向各向同性(transverse isotropy with a vertical axis of symmetry,VTI)介质和含裂缝及曲线域的复杂介质模型,对所得的速度幅值和单炮记录分析并总结规律;对不同时间步长、单元网格数的结果进行对比,得出计算效率并验证该方法在求解P-SV波传播问题上的正确性。数值模拟结果表明,该方法模拟精度高,适用性好,在地震数值模拟领域有很好的应用价值和前景。
