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| 1 | 地震波传播数值模拟显示文摘本文概述了地震数值模拟及其理论基础,阐述了地震数值模拟方法及特点.综述了地震数值模拟方法、三维建模和计算机硬件平台等方面的现状和进展.最后,给出了地震波数值模拟在地震勘探方法研究、地震观测系统优化设计、地震数据处理、地震资料解释、开发地震等方面的应用. | 裴正林 牟永光 | 2004 | 地球物理学进展2004，19，4： | 88 |
| 2 | 一阶弹性波方程交错网格高阶差分解法显示文摘提高计算精度和运算效率是所有波场正演方法所追求的目标,本文通过将速度 (应力)对时间的奇数阶高阶寻数转化为应力(速度)对空间的导数,运用时间和空间差分精度 均可达任意阶的高阶差分法,通过交错网格技术,对一阶速度-应力弹性波方程进行了数值求 解.波场快照以及实际模型的正演结果表明,这种求解一阶弹性波方程的高阶差分解法,和 常规的差分法相比网格频散显著减小,精度明显提高,而且可以取较大的空间步长,提高计算 效率。 | 董良国 马在田 曹景忠 王华忠 耿建华 雷兵 许世勇 | 2000 | 地球物理学报2000，43，3： | 336 |
| 3 | 一阶弹性波方程交错网格高阶差分解法稳定性研究显示文摘稳定性问题是数值求解波动方程的基本问题 .文中对三维横向各向同性介质中一阶弹性波方程交错网格高阶差分解法的稳定性进行了分析 ,给出了不同精度差分方程统一的稳定性条件 ,证明了三维TI介质中一阶弹性波方程交错网格高阶差分解法的稳定性由弹性波在X、Y、Z三个方向上的Courant数共同决定 .最后通过几种精度差分方程的稳定性条件 ,说明了这种一阶弹性波方程高阶差分解法具有高精度、高效率的特点 . | 董良国 马在田 曹景忠 | 2000 | 地球物理学报2000，43，6： | 214 |
| 4 | 瞬变电磁场的直接时域数值分析显示文摘为了深入了解瞬变电磁场的勘探原理 ,直接在时间域对负阶跃脉冲激发的二维瞬态场进行了数值分析 .采用的方法是从反映电磁场基本规律的麦克斯韦方程组出发 ,导出时域电场的齐次扩散方程 ,对所研究的空间区域作差分离散 ,源作为初始条件加入 ,利用准静态近似处理空中边界 ,然后进行时间的逐步递推 ,由此展现瞬变电磁场在地下扩散随时间发展的全过程 .通过模拟计算不同时刻瞬态电场在地下的分布形态及地面上感生电动势相应的变化 ,揭示了低阻异常体对感应涡流的聚集作用 ,低阻覆盖层对瞬变场扩散的减速作用 ,及瞬变场的延时效应 .因此 ,瞬变电磁法对低阻体是敏感的 ,有上覆低阻层时探测同样的深度需要较长的时间 ,而延时效应瞬变场的晚期时段可反映埋藏较浅的异常体 . | 闫述 陈明生 傅君眉 | 2002 | 地球物理学报2002，45，2： | 112 |
| 5 | 波场模拟中的数值频散分析与校正策略显示文摘波动方程有限差分法正演模拟,对认识地震波传播规律、进行地震属性研究、地震资料地质解释、储层评价等,均具有重要的理论和实际意义.但有限差分法本身固有存在着数值频散问题,数值频散在正演模拟中是一种严重的干扰,会降低波场模拟的精度与分辨率.针对TI介质波场模拟的交错网格有限差分方法,本文从空间网格离散、时间网格离散和算子近似等三个方面对其产生的数值频散进行了分析,并结合其他学者的研究成果给出了TI介质波场模拟中压制数值频散的方法与策略:在已知介质频散关系时,对差分算子可实施算子校正;通过提高差分方程的阶数来提高波场模拟精度;采用流体力学中守恒式方程的通量校正传输方法来压制波场模拟中的数值频散;在实际正演模拟时,采用交错网格高阶有限差分方程,不仅在空间上采用高阶差分,而且在时间上也要采用高阶差分,否则只在单一方向上(空间或时间)提高方程的阶数对压制数值频散也不会取得理想的效果. | 吴国忱 王华忠 | 2005 | 地球物理学进展2005，20，1： | 80 |
| 6 | 横向各向同性介质弹性波多分量叠前逆时偏移显示文摘随着油气勘探程度的提高,隐蔽油气藏在增储上产方面起到了重要作用,因此发展基于各向异性介质的多分量偏移方法是非常必要的.本文基于横向各向同性(VTI)介质,从二维弹性波速发-应力方程出发,通过在时间上的二阶差分和空间上的交错网格高阶差分对方程进行离散,得到弹性波交错网格高阶差分的多分量逆时偏移算子.在激发时间成像条件的应用过程中引入 Poynting 矢量进行成像并消除逆时偏移所引起的低频干扰.在此基础上实现了 VTI 介质中二维弹性波叠前多分量逆时深度偏移.理论模型的偏移处理表明,该方法能够对地层进行准确成像,并可以消除逆时偏移所引起的低频噪声. | 杜启振 秦童 | 2009 | 地球物理学报2009，52，3： | 71 |
| 7 | 地震波传播数值模拟中的频散问题显示文摘数值频散程度直接决定了地震波数值模拟效果。在高频情况下 ,有限元法以及低阶差分法地震波数值模拟效果不好的主要原因 ,就是这些方法引起的数值频散比较严重。对高阶差分法声波模拟和交错网格弹性波模拟而言 ,影响数值频散的三个因素是地震波传播方向、差分精度和一个波长内离散点数 ,对交错网格弹性波模拟而言还包括介质的泊松比。Marmousi模型以及弹性波模型的模拟及成像结果表明 ,高阶差分方法 (包括交错网格 )可以显著地降低数值频散 ,有效提高地震波正演计算的精度 ,拓宽模拟波场的频带。两种方法的频散理论分析证明 ,和规则网格以及低阶差分方法相比 ,高阶差分方法 (包括交错网格 )在不降低模拟精度前提下 ,空间网格可以增大数倍 ,从而大幅度提高正演效率。因此 ,高阶差分以及交错网格高阶差分是提高声波和弹性波传播数值模拟精度和效率的有效方法 ,为复杂地区地震波传播规律研究、野外地震观测系统优化设计、地震资料解释结果的验证、地震波形反演提供了有效的地震波正演工具。 | 董良国 李培明 | 2004 | 天然气工业2004，24，6： | 54 |
| 8 | 弹性波交错网格高阶有限差分法波场分离数值模拟显示文摘地震波中的弹性波传播会产生纵波和横波,所以用完全弹性波波动方程进行弹性波波场数值模拟时,只能得到纵横波耦合的混合波场。本文从P波波场为无旋场,而S波波场为无散场的思路出发,推出满足此条件的一阶速度—应力弹性波波场分离方程,并利用交错网格高阶有限差分法对波场分离方程进行数值模拟。模拟实例表明,此方法不但成功地将P波波场和S波波场从混合波场中分离出来,而且这种方法的稳定性好、模拟精度高,可用于弹性波传播规律研究及地震资料处理。 | 李振春 张华 刘庆敏 韩文功 | 2007 | 石油地球物理勘探2007，42，5： | 57 |
| 9 | 地震叠前逆时偏移的有效边界存储策略显示文摘基于双程波动方程的逆时偏移被认为是目前最好的偏移成像技术,更适合于复杂构造成像.然而,大计算量和大存储量使得逆时偏移的计算成本很高而无法用于大数据量的地震成像.本文分析了目前常用的存储策略,并分别在空间和时间上对存储策略进行了研究:空间上,根据有限差分格式,在边界存储策略的基础上通过修改波场逆向传播的边界条件,提出了有效边界存储策略.该策略可在不增加任何计算量的情况下大幅降低逆时偏移对存储量的需求;在时间上,使用checkpointing技术对有效边界存储策略进行了改进,使叠前逆时偏移在增加少量计算量的情况下进一步降低存储量需求.Marmousi模型测试结果表明了有效边界存储策略的有效性和优越性. | 王保利 高静怀 陈文超 张唤兰 | 2012 | 地球物理学报2012，55，7： | 52 |
| 10 | 三维各向异性介质中弹性波方程交错网格高阶有限差分法数值模拟显示文摘三维数值模拟是研究各向异性介质中复杂弹性波波场特征和传播规律的重要手段。根据Taylor展开式,推导出了交错网格一阶空间导数的任意偶数阶精度有限差分近似式和相应的差分系数计算式,给出了三维各向异性介质中弹性波一阶双曲型应力速度方程交错网格任意偶数阶精度差分格式和稳定性条件,并推导出了三维各向异性介质PML法吸收层边界条件公式和相应的交错网格差分格式。对方位各向异性介质模型和正交各向异性介质模型中弹性波的传播进行的三维数值模拟结果表明,弹性波在三维各向异性介质中传播时存在拟P波、拟SV波和拟SH波,并出现横波分裂、横波分裂盲区、波面三分叉等特殊现象,另外,弹性波场在空间是变化的,其拟P波、拟SV波和拟SH波的耦合关系比较复杂。 | 裴正林 | 2004 | 石油大学学报(自然科学版)2004，28，5： | 50 |
| 11 | 复杂地表条件下地震波传播数值模拟显示文摘低降速带对地震波的强烈吸收作用影响地震勘探的分辨率,地表的剧烈起伏造成了我国西部地震勘探中信噪比低的问题。针对这2个问题,提出了地质模型中地震波传播数值模拟的方法,并对模拟结果进行了分析。在考虑纵横波Q值的基础上,利用交错网格高阶差分法对粘弹性介质中地震波传播进行了数值模拟。利用纵向坐标变换将起伏地表转换为新坐标系下的水平地表,进而利用交错网格高阶差分方法对起伏地表情况下的弹性波传播进行了数值模拟。这种模拟方法的主要优点是自由边界条件实现比较方便,数值频散小,模拟精度高。通过模拟实例发现,地表低降速带使地震波频带变窄,频率降低,影响了深部地层的地震勘探分辨率,模拟结果可以用来进行提高分辨率的地震处理方法研究。地表起伏使地震波在近地表的传播变得异常复杂,引起面波、体波等地震波型之间的相互转化,产生了大量的地表散射,从而引起了山地地震勘探中严重的低信噪比问题。通过弹性波模拟可以对各种地表干扰加以识别,以指导实际地震资料的去噪处理。 | 董良国 | 2005 | 勘探地球物理进展2005，28，3： | 50 |
| 12 | 正演模拟技术在地震解释中的应用显示文摘对地质模型进行波场正演计算可以模拟地震波在地下介质中的传播规律,以明确地质体地震记录特征.在地震资料解释过程中,对地质模型的正演计算可以对解释结果进行验证,并能提供地下地质体地震波岩石物理响应特性,为地质学家正确研究地下地质环境提供地震波波场证据。本文介绍了利用交错网格差分思想求解波动方程的地震正演模拟方法,并在碳酸盐地层中层位判断和相对低速薄灰岩储层中的两个实际地质模型为例进行简要分析。 | 肖开宇 胡祥云 | 2009 | 工程地球物理学报2009，6，4： | 43 |
| 13 | 边界吸收中镶边法的评价显示文摘以均匀层状带凹陷特征的介质模型为例,分析镶边法在常规边界吸收问题中的独到优越性;采用均匀倾斜模型数值实例,详细探讨外侧镶边法在边界吸收中的弊端及其成因.综合数值试算分析表明,外侧镶边法会引入虚假反射波,其原因是边界处速度延拓产生了人为绕射点.提出了内侧镶边方法,即以牺牲局部有效波场来提高数值计算精度、信噪比和可信度,实例验证该方法正确可行. | 陈可洋 | 2010 | 中国科学院研究生院学报2010，27，2： | 44 |
| 14 | 煤层Love型槽波数值模拟及其频散特征分析显示文摘槽波地震是探查采煤工作面内部小断层或其他地质异常中的有效手段,但以往对槽波中蕴含的频散信息利用不足。采用二维高阶交错网格法模拟了煤层槽波的波场发育特征,激发震源采用横波震源,模型边界吸收采用完全匹配层法。从模拟结果可以看出:与传统槽波理论认识不同,槽波的能量不仅分布在基阶模式,高阶部分的能量也很强,这对于今后的煤矿井下槽波勘探具有一定的参考意义。 | 姬广忠 程建远 朱培民 | 2011 | 煤炭科学技术2011，39，6： | 46 |
| 15 | 煤巷小构造Rayleigh型槽波超前探测数值模拟显示文摘对煤巷小构造地震波场进行了数值模拟研究,分析了层状煤层中地震波的传播特征.研究表明:(1)在煤巷迎头前方煤层内以纵波震源激发的Rayleigh型槽波相对于体波能量较强,波列较长,波速较低.(2)沿煤层传播的Rayleigh型槽波在小构造面上产生Rayleigh型槽波反射波,反射Rayleigh型槽波垂直分量相对于水平分量能量较强.沿煤层反向传播的反射Rayleigh型槽波在煤巷迎头面上转换为沿煤巷底板传播的Rayleigh面波.沿煤巷底板可以接收到能量较强的反射Rayleigh型槽波产生的Rayleigh面波,其可以作为超前探测小构造面的特征波.在地震记录上反射Rayleigh型槽波产生的Rayleigh面波波至最迟,在时间域与其他波列时间间隔较大,其垂直分量能量相对于水平分量较强,在地震记录上容易识别.(3)在相同的地质条件下应用反射地震超前探测方法,标志煤巷迎头前方存在小构造面的反射地震波能量较弱,受煤巷顶、底板界面和采煤迎头面的强反射波干扰,在地震记录中难以识别. | 杨思通 程久龙 | 2012 | 地球物理学报2012，55，2： | 43 |
| 16 | 碳酸盐岩孔洞型储集体地震反射特征分析显示文摘定量分析碳酸盐岩孔洞型储集体的地震响应特征,对孔洞储集体的预测和刻画研究有着重要意义.基于声波方程,在忽略多次散射的情况下,导出了深层小尺度孤立洞体的地震响应近似解析式,该解析表达式给出了孔洞尺度、充填程度与地震振幅属性之间的关系.分析表明:(1)当孔洞异常体尺度小于地震波长的1/8时,反射波振幅与异常体体积呈近似正比关系;(2)异常体横向上的尺度对反射波振幅的影响主要由菲涅耳半径控制,同时振幅随横向尺度的变化规律受到纵向尺度的影响;(3)异常体纵向上的尺度对反射振幅的影响主要表现为调谐效应,当纵向上的尺度等于调谐厚度(地震波长的1/4)时,反射振幅最强.不同尺度溶洞的数值模拟研究结果以及不同填充物的单洞物理模型试验和溶洞群物理模型试验验证了以上结论的正确性. | 曲寿利 朱生旺 赵群 李佩 | 2012 | 地球物理学报2012，55，6： | 44 |
| 17 | 声波全波形反演目标函数性态显示文摘地震波传播的复杂性所引起的地震反演中强烈的非线性问题是目前全波形反演在技术上遇到的最大难题,了解全波形反演中不同的目标函数随不同物性参数的不同摄动尺度的变化性态,对选择合理的反演方法和反演策略具有重要意义.本文参照Jannane等对波形反演目标函数性态的分析方法,通过变密度声波方程,分析了多种地震数据子集的不同目标函数随物性参数的摄动尺度的变化关系,重点分析了它们的非线性程度,为进行分步骤、分尺度全波形反演方法和反演策略的选择提供了理论指导. | 董良国 迟本鑫 陶纪霞 刘玉柱 | 2013 | 地球物理学报2013，56，10： | 41 |
| 18 | 三维各向同性介质弹性波方程交错网格高阶有限差分法模拟显示文摘给出了三维各向同性介质中一阶应力-速度弹性波方程交错网格任意偶数阶精度有限差分格式,推导出了三维各向同性弹性介质完全匹配层吸收边界条件公式和相应的交错网格高阶有限差分格式。对三维French 模型进行了弹性波模拟,结果表明,该方法模拟精度高,边界吸收效果好。在三维French模型的xoz平面和yoz 平面的弹性波场快照中可以见到断面反射波、侧面反射波和散射波等波场特征。多次侧面反射波和多次散射波说明不同三维构造所形成的波场是相互影响的。 | 裴正林 | 2005 | 石油物探2005，44，4： | 40 |
| 19 | 起伏地表复杂介质波动方程有限元数值模拟方法显示文摘波动方程数值模拟是深入研究地震波传播规律的有效方法.有限差分法因其方法简单、精度高而得到了广泛的应用.但其缺点是不能准确模拟具有复杂几何形态的物性界面.因而当遇到起伏地表或复杂构造时,求解精度低.为了准确模拟起伏地形、复杂构造和复杂介质条件下的地震波场,本文采用有限元法模拟二维声波方程.用三角形单元模拟地形和速度界面;把单元内的场和波速均看作单元上的线性函数,以适应复杂介质压制边角散射;采用吸收边界条件去除来自截断边界上的反射;采用集中质量矩阵和集中阻尼矩阵使得显式时间递推无需对矩阵求逆,提高了计算效率.对模型的计算表明该方法正确有效. | 薛东川 王尚旭 焦淑静 | 2007 | 地球物理学进展2007，22，2： | 40 |
| 20 | 地震波数值模拟方法研究综述显示文摘地震波场数值模拟不仅是研究复杂地区地震资料采集、处理和解释的有效辅助手段,而且是研究地球深部精细构造的有效工具。地震波场数值模拟的主要方法包括3大类,即几何射线法、积分方程法和波动方程法。首先介绍了地震波数值模拟方法的理论基础和内容及特点,然后概括介绍了20世纪90年代以来几何射线法和各种波动方程数值模拟方法的新进展。因为波动方程数值模拟包含了丰富的波动信息,可为研究地震波的传播机理和复杂地层的解释提供更多的佐证,所以重点介绍波动方程数值模拟方法。最后,对各种数值模拟方法进行了评述,并给出了地震波传播理论和数值模拟方法发展的展望。 | 李信富 李小凡 张美根 | 2007 | 防灾减灾工程学报2007，27，2： | 37 |
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