聲波波動(dòng)方程正演模擬程序總結(jié)_圖文

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1、聲波波動(dòng)方程正演模擬程序程序介紹：第一部分：加載震源，此處選用雷克子波當(dāng)作震源。編寫震源程序后，我將輸出的數(shù)據(jù)復(fù)制，然后我用excel做成了圖片，以檢驗(yàn)程序編寫是否正確。以下為雷克子波公式部分的程序：for(it=0;it

2、率采用的是30hz)雷克子波從圖中可以看出程序是正確的，符合理論上雷克子波的波形。第二部分：主程序，編寫聲波正演模擬算子。首先定義了各種變量，然后指定震源位置，選擇權(quán)系數(shù)，給速度賦值，然后是差分算子的編寫，這是主要部分，最后再進(jìn)行時(shí)間轉(zhuǎn)換，即把n-1時(shí)刻的值給n時(shí)刻，把n時(shí)刻的值給n+1時(shí)刻。此處，我編寫的是均勻介質(zhì)聲波方程規(guī)則網(wǎng)格的正演模擬程序，時(shí)間導(dǎo)數(shù)采用二階中心差分、空間導(dǎo)數(shù)為2N階差分精度，網(wǎng)格大小為200*200，總時(shí)間為400。第三部分：這一部分就是記錄文件。首先記錄Un文件，然后記錄record文件。模型構(gòu)建與試算：1、我首先建立了一個(gè)均勻介質(zhì)模型，首先利用不同時(shí)間，進(jìn)行

3、了數(shù)值模擬,得到波場(chǎng)快照如圖所示：100ms200ms300ms此處，縱波速度為v=3()()0m/So模型大小為200X20(),空間采樣間隔為dx=dz=10mo采用30Hz的雷克子波作為震源子波，時(shí)間采樣間隔為1ms,圖中可以看出，波場(chǎng)快照中的同相軸是岡形的，說(shuō)明在均勻各向同性介質(zhì)中，點(diǎn)源激發(fā)的波前面是一個(gè)圓，這與理論也是吻合的。并且隨著時(shí)間的增大，波前面的面積逐漸增大，說(shuō)明地震波從震源中心向外傳播。2、我在建立的均勻模型的基礎(chǔ)上，改變差分算子的精度，分別采用2階、6階、12階精度進(jìn)行試算。時(shí)間統(tǒng)一采用300ms的時(shí)候。得到的波長(zhǎng)快照如下：0.001010.20-0.40200圖

4、中可以看出，在階數(shù)較低時(shí)，出現(xiàn)很多同相軸，說(shuō)明數(shù)值頻散現(xiàn)象嚴(yán)重；隨著算子階數(shù)的增加，對(duì)于高階差分算子來(lái)說(shuō)，算子階數(shù)越高，壓制數(shù)值頻散效果越好，精度越高。3、最后，我乂建立了一個(gè)層狀介質(zhì)模型，上層介質(zhì)速度為v=2000m/s,下層介質(zhì)速度為v=4000m/so模型大小為200X200,空間采樣間隔為dx=dz=10mo采用30Hz的雷克子波作為震源子波,震源位于模型(70,100)處，時(shí)間采樣間隔為Ims。采用12階差分算子進(jìn)行數(shù)值模擬。結(jié)果如下：200ms300ms圖中可以看出，在未遇到界面前，地震波在均勻介質(zhì)中的波前面一個(gè)圓。當(dāng)遇到地層界血之后，在界面處發(fā)生了反射、透射和折射現(xiàn)象.沿

5、測(cè)線方向的單炮記錄如下圖所示。記錄中存在兩條直線狀的同相軸和一條近似雙曲線的同相軸。由于直達(dá)波的時(shí)距曲線是直線，因此兩條直線同相軸對(duì)應(yīng)宜達(dá)波；由于反射波的時(shí)距曲線是近似雙曲線，因此近似雙曲線同相軸對(duì)應(yīng)的是反射波。