[发明专利]一种基于隐式离散模型的频率域声波仿真方法及系统

权利要求书

1.一种基于隐式离散模型的频率域声波仿真方法，包括以下步骤：

步骤1)获取差分系数、声波波长的采样点数、采样间隔、声波传播角度和声波方位角；

步骤2)通过约束的信赖域算法，利用所述差分系数、所述声波波长的采样点数、所述采样间隔、所述声波传播角度和所述声波方位角获得最优差分系数；

步骤3)将所述最优差分系数输入预设的离散模型中，以获得最终离散模型；

步骤4)基于所述最终离散模型、频率域震源函数和吸收边界条件，构造阻抗矩阵；

步骤5)基于所述阻抗矩阵，获得频率域声波波场。

2.根据权利要求1所述的基于隐式离散模型的频率域声波仿真方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括以下迭代过程：

步骤2-1)基于所述差分系数、所述声波波长的采样点数、所述采样间隔、所述声波传播角度和所述声波方位角，确定归一化相速度误差的平方和；

步骤2-2)基于所述差分系数、所述声波波长的采样点数、所述声波传播角度和所述声波方位角，确定与所述归一化相速度误差的平方和对应的更新后的差分系数；

步骤2-3)判断当前迭代次数是否大于预设迭代次数；如果不是，则将所述更新后的差分系数作为下次迭代中的差分系数，令迭代次数加一，返回所述步骤2-1)；如果是，执行步骤2-4)；

步骤2-4)从多次迭代获取的所述归一化相速度误差的平方和中选取最小值，将所述最小值对应的所述更新后的差分系数作为最优差分系数。

3.根据权利要求1和2所述的基于隐式离散模型的频率域声波仿真方法，其特征在于，确定归一化相速度误差的平方和包括：

根据所述差分系数、所述声波波长的采样点数、所述采样间隔、所述声波传播角度和所述声波方位角确定归一化相速度；

根据所述归一化相速度确定归一化相速度误差的平方和。

4.根据权利要求1所述的基于隐式离散模型的频率域声波仿真方法，其特征在于，所述步骤3)具体包括：

基于所述声波波长的采样点数，从若干初始离散模型中选择最优离散模型；

将所述最优差分系数输入预设的最优离散模型中，以获得最终离散模型。

5.根据权利要求4所述的基于隐式离散模型的频率域声波仿真方法，其特征在于，所述若干初始离散模型包括：隐式7点离散模型、隐式19点离散模型和隐式27点离散模型。

6.根据权利要求1所述的基于隐式离散模型的频率域声波仿真方法，其特征在于，所述步骤5)具体包括：

采用多波前LU分解的方式分解所述阻抗矩阵，得到频率域声波波场。

7.一种基于隐式离散模型的频率域声波仿真系统，用于执行权利要求1-6任一所述的基于隐式离散模型的频率域声波仿真方法；其特征在于，所述系统包括：获取单元、迭代单元、最终离散模型单元、阻抗矩阵构造单元和声波波场单元；其中，

所述获取单元，用于获取差分系数、声波波长的采样点数、采样间隔、声波传播角度和声波方位角；

所述迭代单元，用于执行约束的信赖域算法，利用所述差分系数、所述声波波长的采样点数、所述采样间隔、所述声波传播角度和所述声波方位角获得最优差分系数；

所述最终离散模型单元，用于将所述最优差分系数输入预设的离散模型中，得到最终离散模型；

所述阻抗矩阵构造单元，用于根据所述最终离散模型、频率域震源函数和吸收边界条件构造阻抗矩阵；

所述声波波场单元，用于根据所述阻抗矩阵得到频率域声波波场。