[发明专利]一种频率域2.5维粘弹性波数值模拟方法及装置

权利要求书

1.一种频率域2.5维粘弹性波数值模拟的方法，其特征在于，所述的频率域2.5维粘弹性波数值模拟的方法包括：

建立频率域2.5维粘弹性波波动方程；

确定所述频率域2.5维粘弹性波动方程的等效积分弱形式；

用双线性三角形单元离散得到有限元控制方程；

加载频率域3维点源；

在频率-波数域加载刚度弱化(SRM)吸收边界条件；

确定波数采样策略；

所述有限元控制方程为大型稀疏线性方程组，用直接解法求解所述方程组，得到频率-波数域波场；

采用复化辛普森数值积分法近似空间反傅里叶变换，得到频率域3维粘弹性波波场。

2.如权利要求1所述频率域2.5维粘弹性波数值模拟方法，其特征在于，所述建立频率域2.5维粘弹性波波动方程，包括：

采用Kelvin-Voigt流变模型表征粘弹性介质，将对应本构方程变换到频率域，然后代入频率域运动平衡方程中，得到频域3维粘弹性波动方程，再对频率域3维粘弹性波动方程进行y方向的空间傅里叶变换，从而得到频率域2.5维粘弹性波波动方程。

3.如权利要求1所述频率域2.5维粘弹性波数值模拟方法，其特征在于，所述确定频率域2.5维粘弹性波动方程的等效积分弱形式，包括：

基于伽辽金的加权余量法，对频率域2.5维粘弹性波动方程的余量关于形函数作加权积分，再根据分部积分原理，得到频率域2.5维粘弹性波动方程的等效积分弱形式。

4.如权利要求1所述频率域2.5维粘弹性波数值模拟方法，其特征在于，所述用双线性三角形单元离散得到有限元控制方程，包括：

非结构化和结构化的混合网格剖分，将位移场插值函数表示为形函数的线性组合，然后代入到等效积分弱形式，从而得到有限元控制方程。

5.如权利要求1所述频率域2.5维粘弹性波数值模拟方法，其特征在于，所述加载频率域3维点源，包括：

用频率域雷克子波和3维空间震源的方向矢量表示3维方向力源。

6.如权利要求1所述频率域2.5维粘弹性波数值模拟方法，其特征在于，所述确定波数采样策略，包括：

在有效波数区域内，根据最大波长，最大偏移距和波数区间的有效分段数确定波数采样的个数，然后等间隔采样。

7.如权利要求1所述频率域2.5维粘弹性波数值模拟方法，其特征在于，所述有限元控制方程为大型稀疏线性方程组，用直接解法求解所述方程组，得到频率-波数域波场，包括：

利用PARDISO直接解法求解器，多线程并行技术，求解大型稀疏线性方程组。

8.如权利要求1所述频率域2.5维粘弹性波数值模拟方法，其特征在于，所述采用复化辛普森数值积分法近似空间反傅里叶变换得到频率域3维粘弹性波波场，包括：

在求得空间某个检波点所有波数情形下的波场后，对这些波场沿y方向进行空间反傅里叶变换，用复化辛普森数值积分法近似该变换，最终得到该检波点处频率域3维波场值。