[發明專利]一種基于透射邊界的混合吸收邊界方法

在審

• 申請號: 202210096949.0
• 申請日: 2022-01-27
• 公開（公告）號: CN114460634A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 王寧;石穎;李松齡;王維紅;宋利偉;王銀鳳
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28
• 代理公司: 大慶禹奧專利事務所 23208
• 代理人: 朱林

1.一種基于透射邊界的混合吸收邊界方法，其特征在于：所述混合吸收邊界方法包括以下步驟：

步驟一、設置震源、檢波點和模型大小地震記錄信息；

步驟二、對內部計算區域、粘聲波場與透射波場的過渡區域計算粘聲波場，獲得雙程波波場值；

內部計算區域和過渡帶雙程波動方程的計算，用二階常Q粘聲方程模擬地震波在粘滯介質中傳播，其表示為：

式中，p₁和分別表示雙程波粘滯波場和拉普拉斯算子，c₀為定義在參考頻率ω₀處的參考相速度；Q為品質因子；

步驟三、對過渡區和最外層邊界計算透射波方程，獲得透射方程波場值；

過渡區和最外層邊界波場的計算，利用多次透射公式可以預測地震波在邊界處的傳播情況，t+Δt時刻的波場值可表示為：

式中，(x，y，z)表示空間位，p₂表示透射波場，t表示當前時刻，Δt為時間步長，N表示透射階數，F^k，E^k分別為遞歸系數矩陣和波場矩陣：

式中：

t₁＝(2-X)(2-X)/2

t₂＝X(2-X)

t₃＝X(X-1)/2 (5)

式中，X＝βc₀dt/dx，β稱為透射系數，(本方法中β取值為1)；dt，dx分別為時間間隔和在x方向的空間間隔；

式中：

u_i，j＝p₂(t-(j-1)dt，x+(i-1)dx) (7)

通過透射波方程可以得出，求取下一時刻邊界處的波場值，僅需要當前時刻的和上一時刻的波場值；

步驟四、構建雙程波場和透射波場的權重函數并計算最終波場結果；

權重函數的設計，本方法提出一種自適應權重函數來平衡內、外邊界反射能量：

式中ix和上分別表示x方向上的空間位置和邊界寬度，b＝1.0+0.15*L；本公式可根據空間位置ix自動調整不同單指數函數的比重；能有效平衡內外邊界反射能量；最后將雙程波波場和單程波波場疊加可得到最終波場：

p(t，x，y，z)＝ωp₂(t，x，y，z)+(1-ω)p₁(t，x，y，z). (11)。