常Q滞弹性介质地震波动数值模拟——时域本构优化逼近

摘要：

在地震波动模拟中计入常Q滞弹性阻尼,可有效降低模拟波形的误差.就时域有限差分和有限元模拟而言,常基于广义标准线性体建立阻尼介质的时域本构逼近.广义标准线性体由若干标准线性体并联得到,增加标准线性体个数能有效提高模拟精度,但计算量及计算存储将成倍增长.目前尚未有普适的标准线性体个数优化取值方案.本文基于广义标准线性体参数的非线性优化拟合方法,详细分析了时域本构逼近误差的影响因素,清楚揭示了逼近误差仅取决于频带宽度,与频带上下限取值无关这一特性,阐明了构建具有普适性标准线性体个数优化取值方案的可行性.论证了波形模拟精度主要取决于波传播距离与模拟波长的比值以及标准线性体的个数取值.综合考虑上述两个控制因素,结合在波动正反演问题中广为采纳的波形时频误差衡量准则,对不同Q值介质给出了标准线性体个数优化取值表.进一步,本文提出采用不同个数标准线性体以近似不同Q值的阻尼介质时域本构,解决了以往波动数值模拟中统一采用相同个数标准线性体而导致的计算量及计算存储浪费或模拟精度低下等问题,并基于数值实验验证了这一方法的精度.本文工作对推进滞弹性介质波动数值模拟及其在全波形反演问题中的应用具有理论价值和实践意义.

关键词：滞弹性、地震波动模拟、常Q、广义标准线性体、时域本构

所属期刊栏目：61

分类号：P315;P631(大地（岩石界）物理学（固体地球物理学）)

资助基金：国家科技支撑计划课题2015BAK17B01;国家自然科学基金51678539;黑龙江省同家科技重大专项和重点研发项目省级资助资金GX16C006

在线出版日期：2018-12-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：4007-4020