VTI介质弹性波正演：一阶混合吸收边界条件

"VTI介质中弹性波方程正演的一阶混合吸收边界" 在地震学和地球物理学领域，波动方程正演模拟是理解地震波在地下复杂介质中传播规律的关键技术，它有助于提升地震数据采集、处理和解释的准确性和效率。在正演过程中，人工计算区域的边界处理至关重要，因为直接截断边界会导致反射干扰，影响模拟结果的准确性。本文主要探讨了针对VTI（垂直各向异性）介质的弹性波动方程正演中的一种一阶混合吸收边界条件，旨在改善吸收效果，减少存储需求，并提高计算效率。 传统的边界处理方法包括基于单程波方程的吸收边界、衰减型吸收边界和完全匹配层(PML)吸收边界。基于单程波方程的吸收边界在小角度入射时效果良好，但随着入射角增大，吸收能力减弱。衰减型吸收边界通过指数衰减来消除反射，但吸收效果有限。PML边界条件虽然吸收效果最佳，但计算成本较高。这些方法在实际应用中都存在不同程度的局限性。 针对上述问题，研究者们提出了一种一阶混合吸收边界条件，特别适用于VTI介质。这种边界条件在内区与边界区之间设置一个过渡区域，通过线性叠加单程波和双程波场来实现波场的平滑过渡，从而降低边界反射。这种方法相较于常规的PML边界，不仅在吸收效果上有优势，而且在存储量和计算效率上也有显著改进。尽管在长时间计算下可能稳定性较差，但其简洁的实现方式和良好的吸收性能使其成为一种有竞争力的边界处理方案。 该研究受到了国家自然科学基金等多个项目的资助，进一步的研究工作可以在此基础上探索如何优化一阶混合吸收边界条件，以增强其稳定性和适应性，特别是在处理更复杂的各向异性介质和大规模地震数值模拟时。这项研究对于地震成像和地下结构解析具有重要的理论和实践意义，有助于推动地震学领域的科技进步。