VTI介质中多波多分量数值模拟及PML吸收边界条件

VTI介质多波速度分析方法及应用摘要：在地层存在广泛各向异性的基础上，常规的速度分析已经不再适用。

本文以VTI介质为研究对象，对影响速度分析的各向异性参数进行了综合分析，且在提高速度分析的精度方面有了自己的见解。

首先研究了各向异性介质的基础理论和地震波传播特点，其次研究了各向异性介质下时距曲线的拟合公式，得出地层参数与速度的关系，再次研究转换波速度分析引入单平方根方程法。

利用交互式速度分析方法对模型进行了计算处理，结果表明该方法的正确性。

关键词：各向异性；VTI介质；速度分析；非双曲线时距曲线随着地震勘探技术的发展需求，各向异性逐渐成为地震勘探的前沿课题之一。

地震波在地下介质中的传播速度是地震数据处理和解释中非常重要的参数。

在早期求取这一参数的过程中，人们把地球介质假想成为各向同性，推动了石油地震勘探的发展。

但从理论和实际角度出发，各向异性广泛存在于地球地层中。

基于各向同性的地震勘探处理方法就不再适用于各向异性介质。

因此，发展各向异性的地震勘探处理方法是非常必要的。

由于地层存在各向异性，速度的提取就与地层各向异性有关，这个特点就是速度各向异性。

如果忽略速度各向异性就会造成地层速度提取不准确，进而影响以地层速度为基础的后续处理步骤[3]。

综上所述，各向异性地震勘探处理方法不仅是对理论研究的完善，更是实际应用迫切的需要[4]。

本文以VTI介质为理论为基础，研究了各向异性介质非零偏多波时距曲线公式，在此基础上将速度谱技术引入到非零偏多波速度分析中，研究了各向异性多波速度分析方法和步骤，建立了各向异性介质叠加速度模型。

一、各向异性介质速度分析原理1.各向异性介质基本定义在各向同性弹性体中，介质内任意一点沿不同方向弹性性质都一样，但也有许多物体其弹性性质在各个方向上不尽相同，因而是各向异性的，这种不同是材料本身的性质决定的，由介质的本构方程来描述。

各向同性材料中地震波的传播规律和各向异性材料中地震波的传播规律是不同的。

二维DGTD方法中UPML吸收边界的实现李林茜;魏兵;杨谦;葛德彪【摘要】针对二维情形单轴各向异性完全匹配层吸收边界条件,研究了横磁波情形时域离散伽略金算法单轴各向异性完全匹配层吸收边界的理论基础和实现方案.借鉴时域有限差分方法——时域离散伽略金算法中吸收边界阻抗匹配、各向异性介质参数设置和匹配矩阵等思想,结合时域离散伽略金算法空间离散网格的非结构特性和离散单元之间场量传递的特点,给出了在单轴各向异性完全匹配层中电磁场量时域迭代公式,进一步离散成为离散时域迭代计算式.由于时域离散伽略金算法网格的非结构特性,一阶SM吸收边界条件一般对入射电磁波的反射率在-24 dB左右.仿真算例说明,给出的时域离散伽略金算法单轴各向异性完全匹配层吸收边界对电磁波的双重衰减达130dB,表明单轴各向异性完全匹配层具有良好的吸收效果.【期刊名称】《西安电子科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(043)006【总页数】5页(P86-90)【关键词】时域离散伽略金方法;单轴各向异性完全匹配层;横磁波【作者】李林茜;魏兵;杨谦;葛德彪【作者单位】西安电子科技大学物理与光电工程学院,陕西西安710071;西安电子科技大学信息感知协同创新中心,陕西西安710071;西安电子科技大学物理与光电工程学院,陕西西安710071;西安电子科技大学信息感知协同创新中心,陕西西安710071;西安电子科技大学物理与光电工程学院,陕西西安710071;西安电子科技大学信息感知协同创新中心,陕西西安710071;西安电子科技大学物理与光电工程学院,陕西西安710071;西安电子科技大学信息感知协同创新中心,陕西西安710071【正文语种】中文【中图分类】O441.4截断边界条件是许多电磁场数值方法精度保证的关键．在过去几十年，学着们提出许多种吸收边界条件，并成功应用于时域有限差分(Finite Difference Time Domain， FDTD)等方法中[1-2] ．文献[3]中提出了完全匹配层(Perfectly Matched Layer， PML)吸收边界，该边界是在计算域最外面增加一层非物理吸收层，该吸收层与相邻区域阻抗匹配，进入PML层的电磁波因为层内介质参数渐变而迅速衰减．后来有人提出的坐标伸缩完全匹配层(Coordinate stretched Perfectly Matched Layer， CPML)以及各向异性完全匹配层(Uniaxial anisotropy Perfectly Matched Layer， UPML)，均具有良好效果．时域离散伽略金(Discontinuous Galerkin Time Domain， DGTD)方法[4-5] 是基于时域体积元发展起来的一种兼备时域有限元(Finite Element Time Domian，FETD)方法网格剖分的灵活性和FDTD显式迭代特点的算法．文献[6]中将PML技术应用于DGTD，其后，文献[7]将PML技术应用于共形的三维DGTD计算．文献[8]提出一种DGTD提高PML稳定性的方案．文献[9-10]中讨论了高阶结点DGTD方法中的PML问题．上述文献主要讨论三维问题，然而在很多的情形，例如金属搭接缝中的电波传播问题、层状介质中的波传播问题、地面上方长传输线的电磁场分布、地下长线缆的电磁场分布问题和光纤里的光传输问题等都可以简化成二维问题来处理．考虑到二维方案在解决许多问题中方便快捷的特性，系统地研究DGTD算法的二维UPML吸收边界具有重要的意义．文中从各向异性介质中的Maxwell方程组和UPML基本理论出发，得到UPML介质层中的支配方程和辅助方程．考虑到DGTD空间离散网格的非结构特性，结合离散单元之间场量传递的特点，将方程加权积分得到单元矩阵方程．进一步，考虑相邻单元之间电磁场矢量切向分量突变的通量边界条件，通过基函数展开和矩阵单元计算，得到具有通量形式的时域公式，进而得到横磁(Transverse Magnetic，TM)波情形UPML中的时域迭代计算式．数值结果说明，文中UPML吸收边界对电磁波的衰减达 130 dB，吸收效果良好，满足二维情形电磁场精确仿真的需求．UPML是指在计算域外部增加一层非物理区域，该区域中为各向异性介质．实际操作中适当选择各向异性介质的本构参数，PML层波阻抗与相邻区域匹配，使入射到分界面上的电磁波无反射地进入该区域．在PML层中，电场和磁场满足的含辅助变量的支配方程为[11]其中，μ1和ε1为主要计算域中的介电系数和磁导率；a、b和c均为对角张量(具体表示为 a= diag(axx，ayy，azz)，其余类似)；辅助变量Ph和Pe与电场E和磁场H之间满足的微分方程为其中，d和κ同样为对角阵．UPML实现过程中，需要获得式(1)和式(2)的分量式并离散．对于TM波，关注的电磁场分量为Ez、Hx和Hy．因此，式(1)可转化为其中，辅助函数Ph和Pe的分量式为将式(4)代入式(3)，得TM波情形支配方程式(1)所满足的分量方程，即方程式(2)的分量式为分量方程式(5)和式(6)在具体实现数值计算时，需要改写为离散的时域递推公式．离散方案依赖于空间离散单元和基函数的选取等．在FDTD方法中常采用六面体离散计算域，并采用点匹配法，而DGTD与FETD类似常采用三维四面体或二维三角形离散单元和伽辽金法．由于采用非结构性网格离散，DGTD的UPML实现更为复杂．UPML区域划分如图1所示．在包含目标的计算域外部，吸收边界被划分成为4个棱边区和4个平面区．不同于FETD中单元交界面处采用电磁场连续的强制边界条件，DGTD采用数值通量的方式实现网格之间的场量交互．TM波情形在边界上交互时数值通量定义为[5]其中，m和m+分别表示当前元和相邻单元；和为通量系数；nx和ny分别表示单元中棱边的外法向单位矢量在x和y方向的投影．在式(7)通量定义的基础上，通过加权积分[12]和基函数展开，可得分量方程式(5)对应的矩阵方程，即其中，上标m为单元编号; Mm为单元质量矩阵；Sx和Sy为刚性矩阵；Fe，z、Fh，x和Fh，y分别指电场e和磁场h的通量变化量函数．将式(8)和式(9)在t=nΔt处离散，式(10)在t=(n+1/2) Δt处离散，可得其中，αgx、βgx、αgy、βgy、αgz和βgz为常系数．辅助方程式(6)无需加权积分，直接离散可得其中，ch、ci、cj和ck为常系数．式(11)～(16)就是二维TM波情形DGTD算法中UPML区域的递推计算公式．设二维计算域为8 m×8 m的矩形，区域离散为 10 902 个结点，共 21 474 个三角形单元，UPML层厚为 1 m．线源在计算域中心处．UPML层中电导率σ为非均匀分布，其渐变公式为其中，d为UPML区中单元的重心坐标位置；d0为UPML内侧界面位置；Δd为UPML层厚度；m为整数，本算例中 m=4．计算时，时间离散间隔Δt=0.16×10-10 s，当辐射电磁波的频率 f=0.3 GHz 时，文中方法的计算结果与利用Hankel函数得到的解析解的比较如图2所示．图2中三角形和实线分别表示文中算法和解析解的结果，由图可见，两种算法的计算结果一致，这说明了文中吸收边界算法的有效性．为更好地说明电磁波进入UPML层内的衰减情况，下面给出在辐射线源和计算域最外端连线上场值的分布情形．图3(a)是线元辐射的场值快照，线源位于A点处．线段AB上的电场如图3(b)所示，由图可见，电磁波在刚进入UPML层的阶段衰减不大(这是由于界面附近参数接近于内部计算域，便于电磁波无反射地进入吸收层)．随着电磁波深入UPML层，衰减量逐步加大(吸收层参数设置渐变所致)．吸收层界面上场值约为 -25 dB，而到吸收层外侧已下降到 -90 dB 以下．场值衰减为入射场的 1/500，考虑到返回计算域的电场值还需经过相同的路径，这一衰减的效果将加倍．文中从二维UPML的基本理论出发，根据空间离散网格的非结构特性，结合DGTD中离散单元之间场量传递的特点，在TM波情形下推导了DGTD各向异性完全匹配层吸收边界中的迭代计算式，实现了波在UPML层中的衰减．仿真算例说明，文中给出的DGTD UPML吸收边界对电磁波的双重衰减达 130 dB，吸收效果良好，满足二维情形电磁场精确仿真的需求．【相关文献】[1] 王林年, 褚庆昕, 梁昌洪. 交替方向隐式时域有限差分法中的Berenger理想匹配层[J]. 西安电子科技大学学报, 2006, 33(3): 458-461.WANG Linnian, CHU Qing xin, LIANG Changhong. Berenger’s Perfectly Matched Layer for the Alternating Direction Implicit Finite-difference Time-domain Method[J]. Journal of Xidian University, 2006, 33(3): 458-461.[2]姜彦南,葛德彪,杨利霞.卫星模型散射FDTD计算的共形边界研究[J]. 西安电子科技大学学报, 2007, 34(4): 587-589.JIANG Yannan, GE Debiao, YANG Lixia. Conformal Boundary Scheme in FDTD Computation of Satellite Model Scattering[J]. Journal of Xidian University, 2007, 34(4): 587-589.[3]BERENGER J P. A Perfectly Matched Layer for the Absorption of ElectromagneticWaves[J]. Journal of Computational Physics, 1994, 114(2): 185-200.[4]CHEN J, LIU Q H. Discontinuous Galerkin Time-domain Methods for Multiscale Electromagnetic Simulations: a Review[J]. Proceedings of the IEEE, 2013, 101(2): 242-254.[5]ALVAREZ J. A Discontinuous Galerkinfinite Element Method for the Time-domain Solution of Maxwell Equations[D]. Granada: University of Granada, 2013: 31-39.[6]XIAO T, LIU Q H. Three-dimensional Unstructured-grid Discontinuous Galerkin Method for Maxwell’s Equations with Wel l-posed Perfectly Matched Layer[J]. Microwave and Optical Technology Letters, 2005, 46(5): 459-463.[7]STYLIANOS D, LEE J F. Interior Penalty Discontinuous Galerkin Finite ElementMethod for the Time-dependent First Order Maxwell’s Equations[J]. IEEE Transa ctions on Antennas and Propagation, 2010, 58(12): 4085-4090.[8]PENG D, CHEN L, YIN W L, et al. An Efficient DGTD Implementation of the Uniaxial Perfectly Matched Layer[C]//Proceedings of the 2013 International Symposium on Antennas & Propagation: 2. Piscataway: IEEE, 2013: 1272-1275.[9]JI X, CAI W, ZHANG P. Reflection/Transmission Characteristics of a Discontinuous Galerkin Method for Maxwell’s Equations in Dispersive Inhomogeneous Media[J]. Journal of Computational Mathematics-international Edition, 2008, 26(3): 347-364. [10]NIEGEMANN J, KÖNIG M, STANNIGEL K, et al. Higher-order Time-domain Methods for the Analysis of Nano-photonic Systems [J]. Photonics and Nanostructures-Fundamentals and Applications, 2009, 7(1): 2-11.[11]GEDNEY S D, KRAMER T, LUO C, et al. The Discontinuous Galerkin Finite Element Time Domain Method (DGFETD)[C]//IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility. Piscataway: IEEE, 2008: 1-4.[12]JIN J M. The Finite Element Method in Electromagnetics [M]. 3rd Edition. New York: John Wiley &Sons, 2014: 37.。

瑞利面波数值模拟中的PML吸收边界条件熊章强;唐圣松;张大洲【摘要】建立了弹性介质情况下完全匹配层(PML)吸收边界的2×12阶速度-应力交错网格有限差分算法,讨论了PML吸收边界条件的构建及其有限差分算法实现.通过与未加吸收边界及加常规指数衰减吸收边界3种情况下比较的波场模拟计算表明, PML吸收边界具有吸收更干净且能够吸收各种角度的边界反射等优点,其吸收率(吸收能量与未吸收能量之比)达到99.99%,很好地消除了周期折叠效应,使得所要计算的波场特征变得非常清晰,瑞利面波清楚地显示在波形记录上.【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2009(033)004【总页数】5页(P453-457)【关键词】瑞利面波;数值模拟;完全匹配层吸收边界;有限差分【作者】熊章强;唐圣松;张大洲【作者单位】中南大学,信息物理工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学,信息物理工程学院,湖南,长沙,410083;中国地质大学,地球物理与空间信息学院,湖北,武汉,430074【正文语种】中文【中图分类】P631.4瑞利面波在地下复杂介质中的传播规律是近年来工程地球物理勘探中的重要研究课题［1－4］。

在利用计算机进行瑞利面波传播数值模拟计算过程中，总是对一个有限的空间区域进行计算，这样就自然引入了人为介质边界，从而使计算结果中不可避免地会产生一些假象，出现无实际意义的边界强反射，严重地干扰了对正常瑞利面波波场的认识。

假信号大都是在进行数值模拟计算时由四周边界的反射造成的，为了减弱或要消除这种假信号，就必须在人工边界上附加一定的边界条件，此条件应使向区域外传播的波不在边界上产生反射，因而它们一般被称为无反射边界条件或吸收边界条件。

为此，已发展了多种方法来削弱人为边界反射，一种好的边界条件不仅要吸收效果好，并且边界要能尽量贴近目标区域，这样可以节约计算机存储空间和计算时间。

计算吸收边界的方法有许多种，最早的吸收边界条件是由Lysmer和Kuhlemeyer 提出的［5］，其条件常被称为黏性边界条件，它的缺点是吸收人工反射波的效果较差。

多孔介质渗流传输特性数值模拟多孔介质是指由固体颗粒和孔隙组成的材料，其孔隙内充满了气体、液体或两者的混合物。

多孔介质在许多领域中发挥着重要作用，如地质工程、岩土力学、石油工程、环境科学等。

为了理解多孔介质中的渗流传输特性，数值模拟成为一种常用的工具。

数值模拟是通过建立多孔介质的物理模型和数学模型，运用计算机技术求解模型方程，从而获得多孔介质中渗流传输的各种参数和特性。

在数值模拟中，通常采用有限元法、有限差分法、边界元法等数值计算方法。

这些方法基于牛顿第二定律、达西定律、孔隙率、渗透率等物理规律，通过离散化和迭代求解，可以得到较为准确的渗流传输结果。

在进行多孔介质渗流传输特性的数值模拟时，首先需要建立二维或三维的几何模型。

几何模型可以根据实际多孔介质的形态进行构建，或者根据经验公式进行简化。

模型的精细程度对模拟结果的准确性有重要影响，因此需要根据研究目的和可用计算资源合理选择模型的细化程度。

接下来，需要确定多孔介质的物理性质参数，如孔隙度、孔径大小分布、渗透率等。

这些参数可以通过实验测量获得，也可以根据文献中的数据进行设定。

物理性质参数是决定多孔介质渗流传输特性的关键因素，因此选择合适的参数非常重要。

在模型建立和参数设定完成后，需要确定边界条件和初始条件。

边界条件包括入口流量和出口压力等，初始条件则指模拟开始时多孔介质内物理量的分布情况。

合理设定边界条件和初始条件可以更好地模拟多孔介质中的流体传输过程。

然后，通过数值计算方法，对模型进行离散化处理，并使用迭代算法求解模型方程。

在模拟过程中，需要考虑对流项、扩散项和源项等物理量的计算。

这些计算过程可以通过编程语言和计算软件实现，如MATLAB、Python、COMSOL等。

最后，根据模拟结果进行分析和评估。

分析包括流场分布、渗流速度、压力分布等多个方面。

这些结果可以帮助我们理解多孔介质中的渗流传输特性，指导实际工程的设计和优化。

评估模拟结果的准确性可以通过与实验数据的对比来进行，如果两者吻合较好，则说明模拟结果是可信的。

VTI介质交错网格FCT有限差分数值模拟张省;何兵寿;王玉凤【摘要】波动方程有限差分数值模拟是研究地震波在地下介质中的波场特征和传播机理的重要手段.对于常规有限差分技术,当采用大网格对计算空间进行差分离散时会出现严重的数值频散问题,降低了计算精度.通量校正(Flux- corrected transport method,FCT)技术能够有效压制粗网格情况下有限差分的数值频散.本文研究了具有垂直对称轴横向各向同性(Vertical Transverse Isotropy,VTI)介质的交错网格FCT有限差分技术.首先从一阶速度一应力弹性波方程出发,在交错网格空间中给出了该方程的高阶有限差分法格式及稳定性条件,在此基础上研究了波动方程正演过程中的数值频散FCT压制技术,二者结合实现了该方程的高精度有限差分数值模拟.同常规算法相比,本文算法不额外增加内存需求,少量增加计算量,但可有效压制VTI介质中弹性波动方程正演的数值频散现象.当采用大网格进行数值模拟时,本文方法明显提高了波场模拟精度.【期刊名称】《工程地球物理学报》【年(卷),期】2012(009)005【总页数】7页(P565-571)【关键词】VTI介质;数值模拟;FCT;有限差分;交错网格;数值频散;PML;Marmousi 【作者】张省;何兵寿;王玉凤【作者单位】中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室,山东青岛266100;中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室,山东青岛266100;中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室,山东青岛266100【正文语种】中文【中图分类】P631.41 引言早期地震勘探的目标是寻找大的构造油气藏，都假设地球介质是完全弹性和各向同性的。

然而各向异性是地球介质中广泛存在的，如果采用基于各向同性介质的地震数据处理方法来处理各向异性介质的地震资料，就会导致地震分辨率降低和成像误差。

因此，开展地震各向异性研究是地震学家认知地球介质、进行地震学研究的发展趋势[1]，也是当今地震勘探与开发、地震预报、地球深部结构探测等研究领域中的重要课题之一。

多波多分量综述一.多分量研究的目的和意义随着勘探开发的不断深入，勘探难度不断加大，常规纵波地震勘探技术难以解决诸多复杂地质勘探问题，如对尖灭，小幅度构造，小断层，焦体，古潜山的准确定位，对非构造气藏的勘探，真假亮点的识别，内部成像，裂缝发育带分析，流体识别与监测等。

解决这些复杂问题，仅仅依靠常规纵波地震已无法解决，这需要另外的数据来约束纵波信息的多解性，因此必须采用综合物探技术方法。

多波多分量勘探是最新最有前途的前沿科学之一，能接收更多的地震波信息来解决复杂地质问题。

多波多分量勘探与同常规单一纵波勘探相比所提供的地震属性信息成倍增加并能衍生出各种组合参数，利用这些参数估算地层岩性，孔隙度，裂隙等比单纵波的可能性更大，可靠性更高。

联合纵横波特性有助于更准确确定地下地质情况。

利用多分量的走时，振幅，波场特征，速度场及时差，振幅比，纵横波速度比，泊松比，各向异性就可对油气储集体几何形态，岩石物性，流体性质等进行全面成像和刻画，能最大限度消除单一纵波进行储层预测的不唯一性。

目前多分量综合解释技术为寻找油气藏提供更可靠帮助。

二.多分量发展现状在油气勘探早期人们鲜于使用横波主要原因是：在构造为主要勘探目标时期，纵波即可胜任而且比横波更有优越，横波各向异性理论很复杂影响人们研究热情，横波震源激发与操作难度大，资料中遇到了严重的静校正问题。

尽管如此人们并没有停止对横波的研究。

20世纪30年代人们意识到解决日益复杂的地质问题必须引入横波或转换波。

多分量勘探技术发展经历了三个不同发展阶段：70年代以前，人们试图利用横波的低速来获得比纵波更高的分辨率，但由于接收到的横波频率偏低，且费用高，因此未能取得明显效果。

70年代后期到80年代中期，人们开始利用纵横波资料提取岩性信息，识别真假亮点，该阶段取得了一定的成功，与此同时，各向异性导致横波分裂现象引起人们的关注，因为岩层中的各向异性主要由定向裂隙引起，而裂隙与油气关系甚密，从而导致了80年代中期以来兴起的第二次多波研究浪潮。

TTI介质声波方程分裂式PML吸收边界条件研究张衡;刘洪;李博;丁仁伟;李丽青;李福元【摘要】We study split perfectly matched layer (SPML) absorbing boundary conditions for TTI media based on the characteristics of TTI media acoustic wave equation.We firstly summarize several common TTI media acoustic wave equations and compare these wave equations in detail from the perspective of wavefield propagation stability for TTI media.We conclude that the TTI acoustic approximation equation introduced SV-wave component is applicable for TTI media.Then we derive the TTI media first-order acoustic wave equation based on the SPML boundary condition from the TTI P-wave and SV-wave coupled second-order wave equation.Afterwards we give the concrete implementation method for high-order staggered-grid finite-difference algorithm.The numerical modeling examples show that the SPML boundary condition can absorb the artificial boundary reflection very well.The boundary reflection absorbing effect of the proposed SPML algorithm is much better compared with the optimal sponge boundary condition.%针对倾斜横向各向同性(TTI)介质声波波动方程的特点,研究了TTI介质分裂式完全匹配层(Split perfectly matched layer,SPML)吸收边界条件.首先对常见的几种TTI介质声波波动方程进行了归纳,并从TTI介质波场传播稳定性的角度进行对比分析,结果表明,引入横波分量的TTI介质纵横波耦合方程适用于TTI介质.然后从TTI介质纵横波耦合二阶波动方程出发,推导得到其一阶波动方程的形式,进而推导出一阶波动方程形式的SPML波动方程,并给出了高阶交错网格有限差分算法的具体实现过程.数值模拟结果表明,SPML吸收边界条件能达到很好的人工边界反射吸收效果,相比优化海绵吸收边界条件,其人工边界反射吸收效果更好.【期刊名称】《石油物探》【年(卷),期】2017(056)003【总页数】13页(P349-361)【关键词】TTI介质;分裂式完全匹配层;纵横波耦合方程;一阶波动方程;高阶交错网格有限差分【作者】张衡;刘洪;李博;丁仁伟;李丽青;李福元【作者单位】国土资源部海底矿产资源重点实验室,中国地质调查局广州海洋地质调查局,广东广州510075;中国科学院地质与地球物理研究所,中国科学院油气资源研究重点实验室,北京100029;中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院,江苏南京211103;山东科技大学地球科学与工程学院,山东青岛266590;国土资源部海底矿产资源重点实验室,中国地质调查局广州海洋地质调查局,广东广州510075;国土资源部海底矿产资源重点实验室,中国地质调查局广州海洋地质调查局,广东广州510075【正文语种】中文【中图分类】P631Keywords：TTI media，split perfectly matched layer，P－wave and SV－wave coupled equation，first－order wave equation，high－order staggered－grid finite－difference各向异性正演数值模拟是各向异性逆时偏移和各向异性全波形反演的基础［1］。

VTI介质中多波多分量数值模拟及PML吸收边界条件张为彪;洪宇;郑洁;夏弋峻;郭飞;邹清文【期刊名称】《石家庄经济学院学报》【年(卷),期】2017(040)005【摘要】为了充分认识多波多分量地震勘探技术中各种波及其分量的传播特点,以便深入挖掘来自地下复杂介质信号中的有效信息,解决实际勘探中遇到的复杂问题,选择了一种特殊的各向异性介质——具有垂直对称轴的横向各向同性介质(VTI)中传播的波及其分量作为研究对象,对其波场进行了数值模拟,分析总结了其传播特点.为了解决边界反射的干扰问题,构建并应用了相应的PML吸收边界条件,模拟结果表明,吸收效果较好.【总页数】6页(P7-12)【作者】张为彪;洪宇;郑洁;夏弋峻;郭飞;邹清文【作者单位】中海石油(中国)有限公司深圳分公司,广东深圳 518054;中海石油(中国)有限公司深圳分公司,广东深圳 518054;中海石油(中国)有限公司深圳分公司,广东深圳 518054;中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司,广东深圳518054;中海石油(中国)有限公司深圳分公司,广东深圳 518054;中海石油(中国)有限公司深圳分公司,广东深圳 518054【正文语种】中文【中图分类】TE132【相关文献】1.VTI介质声波方程非分裂式PML吸收边界条件研究 [J], 张衡;刘洪;李博;丁仁伟;李丽青;李福元2.VTI介质中多波多分量数值模拟及PML吸收边界条件 [J], 张为彪;洪宇;郑洁;夏弋峻;郭飞;邹清文;;;;;;3.基于优化有限差分和混合吸收边界条件的三维VTI介质声波和弹性波数值模拟[J], 徐世刚;刘洋4.关于VTI介质中多分量转换波地震数据采集的最佳接收时窗 [J], 芦俊;王赟;石瑛5.瑞利面波数值模拟中的PML吸收边界条件 [J], 熊章强;唐圣松;张大洲因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

黏弹性VTI煤层介质超声波传播模型建立与分析李力;唐汝琪;魏伟【摘要】煤岩界面自动识别是深部煤层无人采掘装备自主控制中的关键技术.利用煤和岩声阻抗的差异性,采用超声波检测煤层厚度达到识别煤岩界面的目的.以Kelvin-Voigt黏弹性模型及各向异性理论为基础,推导适用于具有垂直对称轴的横向各向同性(VTI)黏弹性煤层介质的二维一阶速度-应力波动方程,建立黏弹性VTI煤层介质数学模型,采用交错网格有限差分法模拟超声波场在煤层中的传播,并通过实验验证所建立的黏弹性VTI煤层介质模型和交错网格有限差分法的正确性.研究结果表明:黏弹性VTI介质数学模型和交错网格有限差分法适用于数值模拟超声波在煤层中的传播,为超声波煤层厚度检测和煤岩界面识别研究提供了理论基础.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2015(040)012【总页数】8页(P2987-2994)【关键词】黏弹性;各向异性;交错网格有限差分法;超声波传播模型【作者】李力;唐汝琪;魏伟【作者单位】中南大学机电工程学院,湖南长沙410083;中南大学高性能复杂制造国家重点实验室,湖南长沙410083;中南大学机电工程学院,湖南长沙410083;中南大学机电工程学院,湖南长沙410083【正文语种】中文【中图分类】TD823.97;P631.5煤炭占我国一次能源消费的65%，是我国的主体能源，未来我国煤炭开采深度与难度将越来越大。

研究实现深部危险煤层无人采掘是确保我国具备煤炭能源持续生产能力，体现国家对矿工生命安全高度负责的重要举措。

而煤岩界面自动识别是深部煤层无人采掘装备自主控制最为关键的技术[1]。

由于煤和岩的声阻抗存在差异，超声波传播至煤岩界面时部分能量被反射回来[2]，根据超声波反射回波在煤层中传播历时及超声波传播速度计算煤层厚度，从而达到煤岩界面识别的目的。

因此，准确描述超声波在煤层中的传播特性成为了煤岩识别技术的关键。

煤层是由有机物质和无机物质组成的层状沉积岩体，其孔隙裂隙和层理的存在导致了煤层的各向异性，煤层对超声波具有吸收衰减作用，即超声波在传播过程中机械能存在损耗[3]。