双相HTI介质地震波方程正演模拟与各向异性分析
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更新于2024-08-08
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"任意裂隙方位双相HTI介质的地震波方程及正演模拟 (2011年)"
本文是一篇自然科学领域的论文,作者杨佳佳和何兵寿,发表于2011年6月的《山东大学学报(自然科学版)》第30卷第3期。研究主要探讨了双相HTI(Hydro-Tight Isotropic)介质中地震波传播的理论和模拟方法。HTI介质是一种特殊的各向异性介质,其中包含两种相,例如岩石中的固相和流体相,且具有明显的各向异性特性。
论文基于BISQ(Biot-Saint-Venant)方程的高频极限,推导出了一种适用于任意裂隙方位角的双相HTI介质波动方程。BISQ方程是描述多孔介质中弹性波传播的基础方程,它考虑了孔隙流体与固体骨架之间的相互作用。通过推导,作者得到了在交错网格空间中求解该波动方程的高阶有限差分格式,这种格式可以更精确地模拟波场的变化。同时,为了减少数值反射,他们还设计了完全匹配层(PML)吸收边界条件,PML是一种有效的边界处理技术,可以模拟无限域中的波传播。
通过地震波场的正演模拟,作者验证了所提出的模型能够准确地模拟地震波在双相HTI介质中的传播过程,生成的波场快照和合成记录具有高精度。模拟结果显示,在双相各向异性介质中,弹性波的传播仍然体现出显著的各向异性特征。此外,研究发现孔隙度、粘滞系数以及固液耦合密度等因素对慢纵波(即在各向异性介质中速度较慢的纵波)的振幅和形态有重要影响。
关键词涉及双相各向异性介质、有限差分法、弹性波场和完全匹配层边界。这些关键词揭示了论文的核心内容,即在复杂地质条件下,如何利用数学模型和数值方法来理解和预测地震波的传播行为,这对于地质勘探、地球物理建模以及地震灾害评估等领域具有重要意义。
这篇论文提供了一个深入理解双相HTI介质中地震波传播特性的理论框架,并开发了一套有效计算工具,对于地球物理学和地下结构分析有着实际应用价值。
2021-05-29 上传
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