基于紧致交错差分格式的二维声波及黏滞声波方程数值模拟

摘要：

针对常规网格差分难以适用于地震波场数值模拟中复杂介质的问题,首次将紧致交错有限差分格式应用于黏滞声波方程的数值模拟研究并同声波方程的数值模拟进行了模拟精度、频散关系和稳定性分析等方面的比较.理论研究结果表明:当差分精度相同时,紧致交错网格所需节点数要少于常规的中心差分和交错差分格式,计算效率更高;同常规的交错差分与中心差分格式相比,紧致差分的截断误差更小,数值频散也更低,能够适用于粗网格计算;差分精度相同情况下时进行数值模拟,紧致交错格式所需要的时间网格更小,稳定性条件也更为严格;紧致交错差分格式在完全匹配层(perfectly matched lay-er,PML)条件下,能够对边界反射进行有效吸收.最后,对均匀、水平层状介质以及Marmousi模型进行了黏滞声波方程的数值模拟和波场特征分析,实验结果证明了该方法对于复杂介质的数值模拟的适应性和有效性,并具有较高的模拟精度及计算效率.

关键词：紧致交错有限差分、黏滞声波方程、数值模拟、数值频散、稳定性条件

所属期刊栏目：23

分类号：P631

资助基金：中国石化缝洞型油藏提高采收率重点实验室开放基金;油气资源与勘探技术教育部重点实验室长江大学开放基金

在线出版日期：2023-10-07（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：8966-8979