交错网格有限差分正演模拟的联合吸收边界
胡建林;宋维琪;张建坤;邢文军;徐文会
【摘 要】三维声波方程交错网格有限差分正演模拟中的边界问题一直是热点问题.完全匹配层吸收边界(PML)具有较强且稳定的吸收效果,但必须具有一定的边界厚度才能吸收干净,这就增大了三维正演模拟的模型空间,即增加了运算量;Higdon边界能消除任意角度入射波的边界反射,也具有较强稳定性,但该高阶吸收边界离散化后过于复杂,而低阶时吸收效果不如PML边界.因此,基于对PML吸收层中的平面波传播规律的研究,重新推导PML最外层的Higdon吸收边界条件,得到含PML吸收系数的新的Higdon吸收边界条件.联合吸收边界不仅可使用较小厚度(相对于单纯PML边界)的PML层对分量进行衰减,而且在PML边界外层,能应用新推导的Higdon吸收边界条件对反射波进行匹配吸收.在相同吸收效果下,联合吸收边界大幅度降低了PML厚度,减小了运算量,得到精确的模拟结果.
【期刊名称】《石油地球物理勘探》
【年(卷),期】2018(053)005
【总页数】7页(P914-920)
【关键词】三维声波方程;交错网格有限差分;正演;PML边界;Higdon边界;联合吸收边界
【作 者】胡建林;宋维琪;张建坤;邢文军;徐文会
【作者单位】中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,山东青岛266555;中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,山东青岛266555;中国石油冀东油田公司勘探开发研究院,河北唐山063004;中国石油冀东油田公司勘探开发研究院,河北唐山063004;中国石油冀东油田公司勘探开发研究院,河北唐山063004
【正文语种】中 文
【中图分类】P631
1 引言
复杂地下介质中，地震波的传播过程繁冗，难以得到解析解，因此，一般是通过正演模拟探究地下地震波的传播。在地震波正演模拟中，利用波动方程的正演模拟比用运动学的射线追踪法可获得更丰富的动力学信息，因此地震波场的数值模拟是地震波场传播研究中的重要手段之一[1-8]。
第３７卷 第２期 物探化探计算技术 ２０１５年３月 ＣＯＭＰＵＴＩＮＧ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ＦＯＲ ＧＥＯＰＨＹＳＩＣＡＬ ＡＮＤ ＧＥＯＣＨＥＭＩＣＡＬ ＥＸＰＬ０ＲＡＴ１ＯＮ Ｖ０１．３７ ＮＯ．２ Ｍａｒ．２Ｏ１５
文章编号：１００１—１７４９（２０１５）０２—０１５３—０５
基于ＳＱＭＲ方法的三维ＣＳＡＭＴ有限差
分法数值模拟
秦 策 ，王绪本 ，赵 宁。，徐玉聪
（１．成都理工大学 地球物理学院，成都 ６１００５９； ２．河南理工大学 计算机学院，焦作４５４０００）
摘 要：在三维可控源音频大地电磁（ＣＳＡＭＴ）正演中，为消除源点处场值的奇异性，将电场分
为一次场和二次场分别进行计算。一次场通过解析方法进行求解，二次场的二阶偏微分方程通
过Ｙｅｅ氏交错网格进行有限差分离散。为节省内存空间，最终形成的稀疏对称复系数线性方程
组采用行压缩格式（ＣＳＲ）进行存储，并使用对称拟最小残差法（ＳＱＭＲ）求解。最后通过几个算
例验证了程序在求解方程时，计算速度快、收敛稳定的特点。
关键词：ＳＱＭＲ；有限差分；可控源电磁法
中图分类号：Ｐ ６３１．３ 文献标志码：Ａ
０ 引言
自上世纪７Ｏ年代可控源电磁法进入实际应用 后，其应用领域已扩展到金属矿、石油天然气、地下 水、地热资源勘探及工程、环境保护等各个方面，成 为日益受人重视的一种地球物理方法［１］。目前，可 控源电磁法在实际生产中的解释处理还多限于一维
解释，二维解释也多是采用ＭＴ处理方法对高频数 据进行处理。 随着生产中对勘探精度的要求越来越高，可控 源电磁法不可避免地要发展为三维正演、反演方法。
三维可控源电磁法正演模拟，对于观测系统设计和 反演解释具有重要的意义。由于三维模型中不存在 解析解，且不具有轴对称性，因此只能通过数值方法 进行求解。在三维电磁场的正演模拟方面，国内、外 学者做了大量工作，Ｓｍｉｔｈ等 利用有限差分方法 进行三维大地电磁法的正演模拟；陈桂波＿３ 将积分 方程应用于可控源音频大地电磁的数值模拟中；沈
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 第27卷第1期2009年1月海洋科学进展
ADVANCESINMARINESCIENCEVol.27 No.1January,2009
Kraken海洋声学模型及其声传播
与衰减的数值试验3
李佳讯1,张 韧1,3,王彦磊2,黄志松1,张丽华3
(1.解放军理工大学气象学院,江苏南京211101;2.解放军61741部队,北京100081;3.空军上海指挥所气象中心,上海200433)
摘 要:针对射线、简正波、PE、FFP等传播模型的算法原理及其适用的海洋环境,建立了以Kraken声学模型计算软件为基础的海洋声场数值预报系统。应用该预报系统对4组典型的海洋声场进行了数值试验,结果表明:在相同的海面和海底边界条件下,声场分布是由声速剖面和声源位置决定的。在负梯度声场中,所有声线都折向海底,在极限声线外产生阴影区。声源位于声道轴附近的温跃层中会产生波导传播。用射线理论解释了上述现象的成因,指出了其实际应用价值。关键词:Kraken模型;传播损失;声场预报;声纳探测中图分类号:P733.21 文献标识码:A 文章编号:167126647(2009)0120051208
海水是一种导电介质。辐射向海洋的电磁波会被海水介质本身所屏蔽,极大部分的能量以涡流损耗的
形式被海水吸收,使电磁波在海水中的传播距离有限。而声波在海水中传播时的损耗要比电磁波小得多,因
而声波是能够在海水介质中进行远距离信息传输的有效载体。研究声波在海洋中的传播,是理解和预测所
有其他水声现象的基础。而海洋声场的数值计算和预报是进行海洋混响、噪声、反演、匹配场处理、声层析等
研究的基础,是现代声纳设计使用中的重要课题。根据海洋环境因素对声场的制约,可以建立物理模型和数
２０２４年３月第３９卷第２期西安石油大学学报（自然科学版）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＸｉ’ａｎＳｈｉｙｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｍａｒ．２０２４Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．２
收稿日期：２０２３０７１３
基金项目：国家自然科学基金“致密储层裂缝有效性的双尺度声波测井评价方法研究”（４２１０４１２６）
第一作者：齐戈为（２０００），男，硕士研究生，研究方向：地球物理测井。Ｅｍａｉｌ：２０２１７１０２９７＠ｙａｎｇｔｚｅｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
通讯作者：唐军（１９７９），男，博士，副教授，研究方向：地球物理测井和岩石物理。Ｅｍａｉｌ：ｔａｎｇｊｕｎ＠ｙａｎｇｔｚｅｕ．ｅｄｕ．ｃｎＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３０６４Ｘ．２０２４．０２．００４中图分类号：ＴＥ１３５
文章编号：１６７３０６４Ｘ（２０２４）０２００３１０８文献标识码：Ａ
裂缝等效宽度的斯通利波检测实验及反演
齐戈为１，唐军１，蔡明１，何泽１，郑辰昌１，秦迎春２
（１．长江大学地球物理与石油资源学院，湖北武汉４３０１００；
２．加柏利能源技术（天津）有限公司，天津３００４５３）
摘要：为了破解裂缝地层识别与评价的难题，进行缩比例模型井声波测量物理实验，结合数值模拟分析不同
裂缝宽度和条数下斯通利波特征，总结水平裂缝不同宽度及条数对斯通利波衰减的影响规律，提出裂缝等效
宽度的概念，定量表征裂缝带对斯通利波幅度的影响，建立基于裂缝等效宽度的反演方法和流程。研究结果
表明：随着裂缝等效宽度的增大，直达斯通利波幅度呈指数规律减小；在裂缝等效宽度保持不变的情况下，裂
缝条数越多，直达斯通利波幅度越大；利用裂缝等效宽度能够实现裂缝带的定量表征。
关键词：声波测井；斯通利波；裂缝等效宽度；裂缝条数
ＳｔｏｎｅｌｅｙＷａｖｅＤｅｔｅｃｔｉｏｎＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｎｄＩｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆＥｑｕｉｖａｌｅｎｔＦｒａｃｔｕｒｅＷｉｄｔｈ
