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频率域2.5维有限元粘弹性波数值模拟

黄兴兴  赵建国  狄帮让  熊彬  李登魁  栾瑞琪  
【摘要】:传统的2维地震波数值模拟将震源假设为线源,导致2维数值模拟获得的地震数据与实际地震数据在振幅和相位上差异较大。3维数值模拟能获得更真实的振幅和相位,但其计算量巨大。2.5维数值模拟通过在2维介质中加载点源,相较于3维数值模拟计算量大大减少,同时保持了振幅和相位的真实性。实际地球介质更接近于粘弹性介质,而非理想的弹性介质或声学介质。本文采用广义Zener体(GZB)描述地下介质粘弹性性质,将频率域3维粘弹性波动方程变换到2.5维,并采用有限元法求解此2.5维边值问题。同时,加载了不依赖于频率的PML边界条件,有效压制了边界反射。等间隔的离散波数,采用复化辛普森数值积分法将波数域解反变换到空间域,得到2.5维数值解。数值算例表明,2.5维数值解与3维粘弹性波解析解吻合良好,验证了本文数值算法的准确性。本文算法可作为频率域2.5维粘弹性介质波形反演的正演过程。

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