[发明专利]一种地震波速度自适应无网格场节点建立方法及系统

说明书

本发明提供了一种地震波速度自适应无网格场节点建立方法及系统，属于地震数值正演领域。该方法包括：输入模型上的各个坐标点处的速度值v、震源子波主频f_p，该模型在测线方向的最大坐标值xmax和最小坐标值xmin，该模型在深度方向的最大坐标值zmax和最小坐标值zmin，最大场节点间距hmax、最小场节点间距hmin；从该模型的起始点出发，利用一个场节点的坐标点处的速度值获得横测线方向间距和深度方向场节点间距，利用该场节点的坐标值和所述横测线方向间距和深度方向场节点间距获得相邻场节点的坐标值，以此类推，最终获得该模型上的所有场节点的坐标值。利用本发明方法大幅减少了场节点数目，提高了地震波数值模拟计算效率。

技术领域

本发明属于地震数值正演领域，具体涉及一种地震波速度自适应无网格场节点建立方法及系统。

背景技术

介质模型的离散是每一种数值模拟方法必须考虑的问题。有限差分法和有限元法是目前解决科学和工程问题最广泛的方法。但是有限差分法，伪谱法和傅里叶域方法必须以矩形网格为基本单元。有限元法在二维介质中可以采用三角形单元，多边形单元，在三维介质中可采用多面体单元。在弹性力学解决工程结构问题中由于受到外力作用，研究对象发生大变形，网格畸变。对于裂纹动态扩展问题，需要根据裂纹的扩展方向重新进行网格剖分。无网格法则是一种以场节点为基本单位的数值模拟方法，场节点之间是相互独立的个体，场节点依靠坐标位置和各自的编号进行识别。无网格的方法只需要离散场节点，借助于离散点构造形函数，从而提高计算精度的同时降低了计算难度。模型的场节点离散化是无网格法研究中的必须考虑的问题。在地震无网格正演中目前仅有规则化的离散化方法，没有考虑速度与场节点位置的关系，没有建立一种直接能够符合速度频散条件的离散化方法。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种地震波速度自适应无网格场节点建立方法及系统，针对近地表低速特征导致全局高密度场节点问题，无网格法也能够建立多尺度场节点分布。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种地震波速度自适应无网格场节点建立方法，包括：

输入模型上的各个坐标点处的速度值v、震源子波主频f_p，该模型在测线方向的最大坐标值xmax和最小坐标值xmin，该模型在深度方向的最大坐标值zmax和最小坐标值zmin，最大场节点间距hmax、最小场节点间距hmin；

从该模型的起始点出发，利用一个场节点的坐标点处的速度值获得横测线方向间距和深度方向间距，利用该场节点的坐标值和所述横测线方向间距和深度方向间距获得相邻场节点的坐标值，以此类推，最终获得该模型上的所有场节点的坐标值。

所述方法包括：

(0)输入模型上的各个坐标点处的速度值v、震源子波主频f_p，该模型在测线方向的最大坐标值xmax和最小坐标值xmin，该模型在深度方向的最大坐标值zmax和最小坐标值zmin，最大场节点间距hmax、最小场节点间距hmin；设需要计算的场节点为第n个场节点，其坐标为(x_n,z_n),前一个场节点为第n-1个场节点,其坐标为(x_n-1,z_n-1)；设置初始值：x₁＝xmin,z₁＝zmin；设n＝2,zs＝zmin；；

(1)计算横坐标：

利用第n-1个场节点的坐标点处的速度值计算横测线方向间距hx：