旋转网格和常规网格混合的时空域声波有限差分正演

• 作者: 刘威 杨哲 王宇超 王述江 胡自多 贺振华 韩令贺
• 来源期刊: 地球物理学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 混合网格 时空域 有限差分 频散分析 正演模拟
• 年，卷（期）: 2016,（10）
• 所属期刊栏目: 应用地球物理学
• 页码范围: 3829-3846
• 页数: 18页
• 分类号: P631
• 语种: 中文
• DOI: 10.6038/cjg20161027

摘要

压制数值频散,提高正演模拟精度,一直是有限差分正演模拟研究的重要内容.基于时空域频散关系的有限差分法,比基于空间域频散关系的传统有限差分法,模拟精度更高.时空域声波方程数值模拟,普遍采用常规十字交叉型高阶有限差分格式.而在频率-空间域,普遍采用旋转网格和常规网格混合的有限差分格式,有效提高了模拟精度和计算效率.本文将频率-空间域混合网格有限差分的思想引入到时空域,提出了时空域混合网格2M+N型声波方程有限差分方法.首先推导出基于时空域频散关系的混合网格差分系数计算方法,然后进行频散分析、稳定性分析,并和传统高阶、时空域高阶有限差分法对比,结果表明:计算量相同时,新方法能有效压制数值频散,显著提高模拟精度;新方法相比传统2M阶有限差分法,稳定性增强,与时空域2M阶有限差分法稳定性基本相当.最后利用新方法进行均匀介质、层状介质、盐丘模型的数值模拟和盐丘模型的逆时偏移,模拟效果和成像质量进一步证实了该方法的有效性和普遍适用性.