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优化的时空域等效交错网格有限差分正演模拟

作者: 雍鹏 黄建平 李振春 李庆洋 刘培君 杨明伟 袁双齐 任英俊

关键词: 数值频散 时空优化差分系数 等效交错网格 地震波 正演模拟 牛顿法

摘要:地震波有限差分数值模拟中,使用优化的差分系数可以有效地减少数值频散(相速度误差).为了同时压制空间频散与时间频散,提出一种时空优化的等效交错网格有效差分正演模拟方法.采用以减少给定波数范围内所有传播方向的相对频散误差为目标函数,并借助牛顿法快速获取优化的差分系数.频散分析表明等效交错网格正演在低速介质中容易出现空间频散,在高速介质中高波数分量容易出现时间频散,数值模拟显示该方法既能有效地压制空间频散,也可以减少时间频散.Marmousi模型测试表明该方法适用于复杂地质模型的地震波场正演模拟.相比传统差分方法,该时空优化差分方法在不增加计算量的前提下,可以有效地提高数值模拟精度.


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