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三维地震走时逆风有限差分算法

陈秀梅  李幼铭  杨长春  
【摘要】:地震走时的计算一般有两类方法,一类是射线追踪,另一类是波前法。波前法通过模拟波前面的传播直接计算网格节点的走时。早期的走时差分算法往往比较复杂且不能向量化,甚费机时,如Vidale(1988)差分法。1991年Van Trier和Symes提出了一种精细的能完全向量化的二维逆风算法,该算法具有精确快速稳定的优点。Popovici(1991)不久将Trier-Symes二维逆风算法推广到三维。Schneider(1995)改进了Popovici (1991)算法的稳定性,并导出了三维稳定条件。然而由于他们均是在三维球坐标下实现逆风法,需要在球坐标和笛卡儿坐标之间对走时和慢度场进行转换和内插,因而增加了算法的复杂性。本文提出了一种在笛卡儿坐标下实现的三维逆风有限差分算法,它克服了Popovici(1991)和Schneider(1995)球坐标方法的上述缺陷,提高了算法效率。同时,基于Neumann分析原理推导了本文算法的稳定条件,实现了算法自适应稳定性。该算法精确、稳定和高效。理论计算和实际应用结果表明,本方法能很好地适应高反差的复杂速度介质。

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