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《长安大学》 2010年
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交错网格高阶差分波场数值模拟在工程勘探中的应用研究

朱辉  
【摘要】: 近年来,随着城市建设进程加快,促进了工程勘探的应用和快速发展。工程勘探中的目标体一般较浅,地质情况较复杂,因此要求有精确的方法来模拟真实地下波场的传播规律,以便更好地了解浅层地质体的特征。为了提高地震波数值模拟精度,在前人工作的基础上,本文采用了时间二阶、空间十阶的高阶有限差分方法,来进行数值模拟及波场特征分析。 在工程勘探中,地下介质可以近似看成是完全弹性和各向同性的。文中首先介绍了地震波数值模拟的理论方法及高阶有限差分法在其中的应用,然后针对完全弹性和各向同性介质中的声波和弹性波的一阶速度—应力方程,利用交错网格技术,通过Taylor展开和有限差分,详细推导出了它们的高阶差分格式;对工程上常遇到的地质模型,分别用声波和弹性波进行数值模拟,从模拟得到的波场快照和炮记录中分析地震波在地下介质中的反射、折射、透射、绕射以及能量的衰减等运动学和动力学的各种特征。结果表明:交错网格高阶有限差分波场数值模拟具有较高的精度,计算速度快,基本能满足工程上的需要。 在文章的最后部分,结合实际地质情况,建立理论模型,利用文中推导的模拟方法对该模型进行正演,得出地震波在地下地质体中的传播情况,与采集资料作对比分析,了解折射波、反射波、绕射波等的概况,再对实际资料进行处理,以达到提高解释精度的目的。
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:P631.4

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 陈高祥;地形起伏条件下的直接叠前深度偏移方法研究[D];中南大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴永刚,吴清岭;有限差分法弹性波数值模拟[J];大庆石油地质与开发;1994年03期
2 张美根,王妙月,李小凡,杨晓春,王磊;各向异性弹性波场的有限元数值模拟[J];地球物理学进展;2002年03期
3 奚先,姚姚;二维横各向同性弹性随机介质中的波场特征[J];地球物理学进展;2004年04期
4 吴国忱,王华忠;波场模拟中的数值频散分析与校正策略[J];地球物理学进展;2005年01期
5 孙若昧;地震波传播有限差分模拟的人工边界问题[J];地球物理学进展;1996年03期
6 张剑锋;弹性波数值模拟的非规则网格差分法[J];地球物理学报;1998年S1期
7 董良国,马在田,曹景忠,王华忠,耿建华,雷兵,许世勇;一阶弹性波方程交错网格高阶差分解法[J];地球物理学报;2000年03期
8 董良国,马在田,曹景忠;一阶弹性波方程交错网格高阶差分解法稳定性研究[J];地球物理学报;2000年06期
9 廖振鹏,周正华,张艳红;波动数值模拟中透射边界的稳定实现[J];地球物理学报;2002年04期
10 杨顶辉;双相各向异性介质中弹性波方程的有限元解法及波场模拟[J];地球物理学报;2002年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曹三华;;利用测井约束反演进行储层预测难点及解决方法[J];安徽地质;2004年02期
2 李献龙;王保明;;水陆过渡带的三维地震勘探方法[J];安徽地质;2009年01期
3 邹俊峰;两种感受性声波干涉的方法[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2005年02期
4 许振浩;李术才;张庆松;刘斌;张霄;葛颜慧;;TSP超前地质预报地震波反射特性研究[J];地下空间与工程学报;2008年04期
5 何遵文,李在庭;强噪声中的声检测研究[J];兵工学报;1994年04期
6 张小凤,赵俊渭,王尚斌,杜栓平,胡青;水下物理目标声反射器研究[J];兵工学报;2004年05期
7 肖鹤麟,纪振义;非均匀变截面平面刚架稳态谐振动的新算法[J];北京工业大学学报;1992年02期
8 刘东梅;黄晋阳;;非线性多组分色谱模型数值算法研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);2011年06期
9 彭菊生;郑立江;;引入CAE技术的消声器设计[J];北京汽车;2009年01期
10 辛小春;;地基饱和砂土地震液化处理方案的分析研究[J];北京水务;2010年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;Scalar Seismic-Wave Equation Modeling by a Multisymplectic Discrete Singular Convolution Differentiator Method[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
2 李一琼;李小凡;朱童;;基于辛格式奇异核褶积微分算子的地震标量波场模拟[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
3 兰海强;刘佳;白志明;;VTI介质起伏地表地震波场模拟[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
4 徐奭;;三维地震勘探技术在淮北LH煤矿开拓中的应用[A];“资源保障 环境安全——地质工作使命”华东六省一市地学科技论坛文集[C];2011年
5 张云电;余芳;;压电换能器和超声聚能器谐振频率数控修正方法[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
6 田春和;;滩海井场调查中区块物探资料的比对分析[A];第二十一届海洋测绘综合性学术研讨会论文集[C];2009年
7 李勇;李正文;;塔里木复杂油气储层地球物理方法技术系列[A];中国西部复杂油气藏地质与勘探技术研讨会论文集[C];2006年
8 ;n-Times Absorbing Boundary Conditions for Compact Finite-Difference Modeling of Acoustic and Elastic Wave Propagation in the 2D TI Medium[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第二卷(青藏高原)[C];2003年
9 田小波;吴庆举;曾融生;;弹性波数值模拟的延迟边界方法[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○四学术论文汇编·第二卷(青藏高原·岩石圈)[C];2004年
10 刘礼农;崔凤林;张剑锋;;三维复杂构造中地震波模拟的单程波方法[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○四学术论文汇编·第三卷(油气·矿产·水资源)[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张云银;济阳坳陷第三系储层预测技术研究[D];中国海洋大学;2010年
2 王福海;青岛海湾大桥工程地质地球物理勘查关键技术研究[D];中国海洋大学;2009年
3 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
4 童思友;[D];中国海洋大学;2010年
5 童思友;南黄海地震资料多次波形成机理及压制技术研究[D];中国海洋大学;2010年
6 刘俊峰;海拉尔盆地复杂储层地震识别方法研究[D];中国地质大学(北京);2010年
7 石新朴;准噶尔盆地滴南凸起二叠系梧桐沟组层序地层与岩性油气藏勘探[D];中国地质大学(北京);2010年
8 姚锦宝;考虑土—结构动力相互作用的轨道交通引起的环境振动及隔振措施研究[D];北京交通大学;2010年
9 王春田;MEMS数字检波器采集系统技术研究[D];中国地质大学(北京);2011年
10 王连山;廊固凹陷大兴砾岩体天然气藏评价预测研究[D];中国地质大学(北京);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘贞刚;煤岩体破裂的微地震响应特征研究[D];山东科技大学;2010年
2 田禹;煤岩双相介质弹性波场数值模拟[D];山东科技大学;2010年
3 吴淼男;双相介质中导波问题研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 宫妍;波动方程的非结构化网格改进有限差分方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 侯鹏;基于双曲型方程RKDG法在流场及声场中的数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 初剑;地震成像系统块体建模关键技术研究[D];中国海洋大学;2010年
7 梁文涛;一种求解三维弹性问题有限元方程的并行DDM预条件子[D];湘潭大学;2010年
8 王芳;双曲型方程全离散分裂正定混合有限元的超收敛性[D];湘潭大学;2010年
9 郭磊;近海浅层高分辨率多道地震采集与处理方法研究[D];中国海洋大学;2010年
10 徐磊磊;随钻地震资料逆VSP处理方法初探[D];中国海洋大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王雪秋,孙建国,张文志;复杂地表地质条件下地震波数值模拟综述[J];吉林大学学报(地球科学版);2005年S1期
2 吴国忱,王华忠;波场模拟中的数值频散分析与校正策略[J];地球物理学进展;2005年01期
3 卢回忆;符力耘;蒋韬;;快速Fourier变换波动方程基准面校正方法研究[J];地球物理学进展;2010年04期
4 耿建华,马在田,王华忠,雷兵;波动方程有限差分法叠前深度偏移[J];地球物理学报;1998年03期
5 董良国,马在田,曹景忠,王华忠,耿建华,雷兵,许世勇;一阶弹性波方程交错网格高阶差分解法[J];地球物理学报;2000年03期
6 林依华,张中杰,尹成,周熙襄;复杂地形条件下静校正的综合寻优[J];地球物理学报;2003年01期
7 刘洪;袁江华;陈景波;首皓;李幼铭;;大步长波场深度延拓的理论[J];地球物理学报;2006年06期
8 程金星,董敏煜,秦顺亭,张智勇;三种算法联合迭代反演求取最佳剩余静校正量[J];地球物理学报;1996年03期
9 李振春,刘玉莲,张建磊,马在田,王华忠;基于矩形网格的有限差分走时计算方法[J];地震学报;2004年06期
10 赵成斌,许云,乌达巴拉;地震波走时和射线的有限差分计算[J];华北地震科学;1995年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 邹强;山地静校正若干问题研究[D];成都理工大学;2004年
2 陈生昌;波动方程叠前深度偏移成像与速度建模方法研究[D];同济大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 陈聪;叠前逆时偏移及成像[D];中国地质大学(北京);2011年
2 左国平;地震记录初至拾取方法对比和研究[D];中国地质大学(北京);2006年
3 刘庆敏;高阶差分数值模拟方法研究[D];中国石油大学;2007年
4 武英婷;交错网格高阶有限差分法的弹性波波场数值模拟[D];西安理工大学;2010年
5 周学明;交错网格高阶差分数值模拟及叠前逆时偏移[D];长安大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙建国;王雪秋;;利用有限正弦和有限余弦变换模拟地震波场:声波方程[J];吉林大学学报(地球科学版);2006年01期
2 李小军,廖振鹏,杜修力;有阻尼体系动力问题的一种显式差分解法[J];地震工程与工程振动;1992年04期
3 奚先,姚姚;随机介质模型的模拟与混合型随机介质[J];地球科学;2002年01期
4 吴永刚,吴清岭;有限差分法弹性波数值模拟[J];大庆石油地质与开发;1994年03期
5 潘冬明,杨顶辉,张慧;含煤层地质环境下地震波场的数值模拟[J];地球物理学进展;1997年01期
6 张美根,王妙月,李小凡,杨晓春,王磊;各向异性弹性波场的有限元数值模拟[J];地球物理学进展;2002年03期
7 杨慧珠,张友生,陶果;井眼条件下弹性波传播问题的三维有限差分数值模拟[J];地球物理学进展;2003年02期
8 贾晓峰;胡天跃;王润秋;;无单元法用于地震波波动方程模拟与成像[J];地球物理学进展;2006年01期
9 孙若昧;地震波传播有限差分模拟的人工边界问题[J];地球物理学进展;1996年03期
10 张中杰,何樵登,徐中信;二维横向各向同性介质中人为边界反射的吸收——差分法弹性波场模拟[J];地球物理学报;1993年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 田小波,吴庆举,曾融生;弹性波数值模拟的延迟边界方法[J];地球物理学报;2004年02期
2 陈可洋;;声波完全匹配层吸收边界条件的改进算法[J];石油物探;2009年01期
3 郭智奇;刘财;杨宝俊;刘洋;王典;;粘弹各向异性介质中地震波场模拟与特征[J];地球物理学进展;2007年03期
4 刘财;郭智奇;杨宝俊;王晓欢;冯晅;;黏弹各向异性介质中波的反射与透射问题分析[J];地球物理学报;2007年04期
5 彭菲;陈棋福;刘澜波;陈颙;;安新—宽城测深剖面的时域有限差分数值模拟[J];地震;2008年02期
6 何宝庆;王秋成;蔡锡伟;;地震波场数值模拟中的信号恢复问题[J];石油物探;2008年04期
7 赵伟;董守华;李东会;;采空区地震数值模拟响应特征分析[J];鸡西大学学报;2008年01期
8 杜增利;李亚林;尹成;高宏亮;;虚谱法一阶应力—速度方程地震数值模拟[J];石油地球物理勘探;2009年05期
9 程冰洁;李小凡;徐天吉;;非均匀介质中交错网格高阶有限差分数值模拟[J];物探化探计算技术;2006年04期
10 彭传正;李才明;王明春;;基于改进BISQ模型的地震波场数值模拟[J];物探化探计算技术;2007年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李敏;刘洋;殷学鑫;;各向异性随机介质地震波场数值模拟[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
2 丘磊;田钢;;选择性滤波同位网格有限差分法在地震波数值模拟中的应用[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
3 王汉闯;陈生昌;周华敏;佘德平;;多震源激发地震波数值模拟[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
4 陈伟;;波动方程高阶有限差分数值模拟[A];中国地球物理学会年刊2002——中国地球物理学会第十八届年会论文集[C];2002年
5 尹凤玲;刘天启;郑亮;张怀;石耀霖;;三维有限元地震波数值模拟的GPU加速[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
6 孙建国;;地震波数值模拟与偏移成像的有限积分变换方案[A];中国地球物理.2003——中国地球物理学会第十九届年会论文集[C];2003年
7 陈伟;;波动方程高阶有限差分数值模拟的并行实现[A];中国地球物理.2003——中国地球物理学会第十九届年会论文集[C];2003年
8 徐义;张剑锋;;地震波数值模拟的非规则网格PML吸收边界[A];中国科学院地质与地球物理研究所2008学术论文汇编[C];2009年
9 石玉涛;高原;刘澜波;;复杂介质地震波场数值模拟研究[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
10 黄建平;李振春;刘玉金;孔雪;;最小二乘叠前深度偏移方法研究[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 本报记者 孟凡君;资源勘探的得力助手[N];中国矿业报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 杨思通;矿井巷道地震超前探测三维全波场数值模拟与探测方法研究[D];山东科技大学;2011年
2 丘磊;正交曲线坐标系下的地震波数值模拟技术研究[D];浙江大学;2012年
3 钱进;含裂隙煤储层地震数值模拟与反演方法研究[D];中国矿业大学;2010年
4 李东会;煤储层各向异性波场模拟与特征分析[D];中国矿业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱辉;交错网格高阶差分波场数值模拟在工程勘探中的应用研究[D];长安大学;2010年
2 杨朋凯;起伏地形条件下的弹性波波场数值模拟[D];中南大学;2012年
3 孙琦;TTI介质地震波数值模拟[D];中国石油大学;2010年
4 田仁飞;随机介质和冲断构造带地震波场数值模拟及偏移成像研究[D];成都理工大学;2008年
5 韩颜颜;双相粘弹EDA介质地震波场数值模拟与特征分析[D];吉林大学;2011年
6 李如山;地震层序地层格架下的地震波数值模拟[D];成都理工大学;2012年
7 武英婷;交错网格高阶有限差分法的弹性波波场数值模拟[D];西安理工大学;2010年
8 贾立坤;粘弹性介质地震波数值模拟[D];中国石油大学;2011年
9 蒋伟;浅层地震勘探中有限元数值模拟方法的应用研究[D];中国地震局地球物理研究所;2011年
10 唐磊;基于改进BISQ机制的双相介质地震波场数值模拟及频散校正研究[D];中南大学;2011年
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