Xufei Gong,et al-Geophysics:基于k空间法的伪解析有限差分弹性波外推法

 

  具有成本效益的弹性波建模是实际弹性逆时偏移和全波形反演实施的关键。该研究为弹性波外推开发了一种高效的弹性伪解析有限差分(pseudo-analytical finite-difference,PAFD)方案。弹性PAFD方案基于改进的伪谱法、k-空间方法,其中使用伪解析算子来确保弹性波外推的高精度。然而,k-空间方法的动机是纯波模式,因此它在耦合的一阶弹性波方程中的应用可能导致弹性伪分析算子遭受P波和S波场之间的串扰。该项研究所提出的方法希望能够克服这些缺点,通过引入两种改进来实现此目标。研究人员通过在一阶弹性波方程中执行预测-校正策略来消除波外推过程中的这些误差。考虑到谱域中的大量计算成本,研究人员开发了一种高效的弹性PAFD实现,其中提供了创新的模型自适应有限差分系数预测方案以降低弹性伪解析算子差分的计算成本。色散分析表明,与现有的基于泰勒展开的方案相比,PAFD方案在空间和时间扩散抑制方面具有不同的速度和优越的性能。在相同的仿真参数下,几个数值案例证明弹性PAFD方案可以提供更精确的仿真结果,而传统方案即使在复杂的异构介质中也存在空间或时间分散误差。 

 

  

                                                                                                                167x130mm (300 x 300 DPI) 

                                                                     P波建模(a.常规SGFD方案;b.弹性PAFD方案)与S波建模(c.常规SGFD方案;d.弹性PAFD方案)

 

  这一研究成果发表在勘探地球物理国际权威期刊Geophysics上(Xufei Gong, Qizhen Du, Qiang Zhao, Chengfeng Guo, Pengyuan Sun, Jianlei Zhang, and Zhenping Tian (2018). ”Pseudo-analytical finite-difference elastic-wave extrapolation based on the k-space method.” GEOPHYSICS, 83(1), T1-T14.) 

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