APPLIED GEOPHYSICS
 
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应用地球物理  2020, Vol. 17 Issue (1): 133-142    DOI: 10.1007/s11770-019-0790-1
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利用优化近似解析离散化方法压制声波方程逆时偏移中数值频散*
刘明珠1,2,何兵寿1,2
1. 中国海洋大学 海底科学与探测技术教育部重点实验室 山东 青岛 266100;
2. 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室,山东 青岛 266071
Suppress numerical dispersion in reversetime migration of acoustic wave equation using optimal nearly analytic discrete method*
Liu Ming-Zhu 1,2 and He Bing-Shoug 1,2
1. Key Lab of Submarine Geosciences and Prospecting Techniques, Ministry of Education, Ocean University of China,Qingdao 266100, China.
2. Evaluation and Detection Technology Laboratory of Marine Mineral Resources, Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology, Qingdao 266071, China.
 全文: PDF (1132 KB)   HTML ( KB)   输出: BibTeX | EndNote (RIS)      背景资料
摘要 利用交错网格有限差分法求解波动方程时,空间网格过大、震源主频过高等因素都会引起波场频散,若用小步长网格剖分和高阶差分的交错网格有限差分法压制数值频散会使计算量成倍增加,降低波动方程的求解效率。优化近似解析离散化(optimal nearly analytic discrete, ONAD)方法能够粗网格、高频条件下通过空间节点的位移和梯度的组合共同逼近空间偏导数实现对声波方程更为精确的求解。本文将ONAD 方法引入地震波逆时偏移,进行二维声波方程的正、反向延拓,通过归一化互相关原理实现基于ONAD 方法的地震波逆时偏移成像,有效压制了数值频散,提高了成像精度。最后,通过利用凹槽模型和SEG/EAGE 盐丘模型测试了基于该方法的偏移成像结果,并与时间2 阶空间4 阶的交错网格有限差分法得到的偏移剖面进行对比。对比结果验证了本文中设计的基于ONAD 方法的处理流程,并用于实测资料,有效解决了由震源和炮记录中高频成分引起的数值频散,实现复杂地质构造尤其是精细构造的准确成像,同时实测资料成像结果表明,ONAD 方法具有实用价值。
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关键词声波方程   逆时偏移   ONAD 算法   数值频散压制     
Abstract: Using staggered-grid finite difference method to solve seismic wave equation, large spatial grid and high dominant frequency of source cause numerical dispersion, staggeredgrid finite difference method, which can reduce the step spatial size and increase the order of difference, will multiply the calculation amount and reduce the efficiency of solving wave equation.The optimal nearly analytic discrete (ONAD) method can accurately solve the wave equation by using the combination of displacement and gradient of spatial nodes to approach the spatial partial derivative under rough grid and high-frequency condition. In this study, the ONAD method is introduced into the fi eld of reverse-time migration (RTM) for performing forward- and reverse-time extrapolation of a two-dimensional acoustic equation, and the RTM based on ONAD method is realized via normalized cross-correlation imaging condition, effectively suppressed the numerical dispersion and improved the imaging accuracy. Using ONAD method to image the groove model and SEG/EAGE salt dome model by RTM, and comparing with the migration sections obtained by staggered-grid finite difference method with the same time order 2nd and space order 4th, results show that the RTM based on ONAD method can effectively suppress numerical dispersion caused by the high frequency components in source and shot records, and archive accurate imaging of complex geological structures especially the fine structure, and the migration sections of the measured data show that ONAD method has practical application value.
Key wordsAcoustic wave equation   RTM   ONAD method   numerical dispersion suppression   
收稿日期: 2018-08-13; 出版日期: 2020-09-04
基金资助:

本研究由国家重点研发计划(编号:2018YFC1405900)、国家自然科学基金(编号:41674118)、中央高校基本科研业务费专项(编号:201822011)、国家重大科技专项(编号:2016ZX05027-002)联合资助。

通讯作者: 何兵寿(E-mail: hebinshou@ouc.edu.cn)      E-mail: hebinshou@ouc.edu.cn
作者简介: 刘明珠,硕士研究生,2017 年于安徽理工大学勘查技术与工程专业获学士学位(毕业)。目前为中国海洋大学在读硕士,主要从事地震波逆时偏移研究。
引用本文:   
. 利用优化近似解析离散化方法压制声波方程逆时偏移中数值频散*[J]. 应用地球物理, 2020, 17(1): 133-142.
. Suppress numerical dispersion in reversetime migration of acoustic wave equation using optimal nearly analytic discrete method*[J]. APPLIED GEOPHYSICS, 2020, 17(1): 133-142.
 
没有本文参考文献
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