[发明专利]多波型波场分离方法及反射和透射系数获取方法

权利要求书

1.一种多波型波场分离方法，其特征在于，包括：

将3D空间波场表示为偏振方向两两垂直的三个线性偏振波场：偏振方向平行于波场传播方向的P波型线性偏振波场以及偏振方向垂直于波场传播方向的S波型的S1线性偏振波场、S波型的S2线性偏振波场；

分别提取各波型线性偏振波场的慢度矢量在波场传播方向上的z分量、偏振方向矢量；

根据各波型线性偏振波场在波场传播方向上的慢度矢量z分量、偏振方向矢量得到各波型线性偏振波场的面上/面下、上行/下行波场；

其中，所述分别提取各波型线性偏振波场的慢度矢量在波场传播方向上的z分量、偏振方向矢量的步骤包括：

对3D空间波场进行二维傅里叶变换，得到3D空间波场的平面波信息；

根据边界面的面上、面下介质的物性参数分别从所述平面波信息中提取出各波型线性偏振波场的慢度矢量在波场传播方向上的z分量、偏振方向矢量；

所述物性参数包括波速υ和密度ρ，波速υ满足：

当波场是P波型线性偏振波场时，波速υ＝α；

当波场是S波型的S1线性偏振波场或S波型的S2线性偏振波场时，波速υ＝β；

根据边界面的面上、面下介质的物性参数从所述平面波信息中提取出各波型线性偏振波场的慢度矢量在波场传播方向上的z分量的步骤包括：

当波场是上行波时，

当波场是下行波时，p_x和p_y分别为各波型线性偏振波场对应的慢度矢量的x分量和y分量；

其中，根据边界面的面上、面下介质的物性参数从所述平面波信息中提取出各波型线性偏振波场的偏振方向矢量的步骤中，各波型线性偏振波场的偏振方向矢量满足：

其中，j＝x，y，z，分别代表P波型线性偏振波场、S波型的S1线性偏振波场、S波型的S2线性偏振波场的偏振方向矢量的j分量，分别代表P波型线性偏振波场在两两垂直的三个线性偏振波场所在的局部坐标系的坐标基单位矢量p的j分量、S波型的S1线性偏振波场在局部坐标系的坐标基单位矢量e₁的j分量、S波型的S2线性偏振波场在局部坐标系的坐标基单位矢量e₂的j分量，其中，x、y、z分别代表空间坐标系的x轴、y轴、z轴方向；

其中，所述平面波信息包括频率波数域的位移边界条件和应力边界条件，所述对3D空间波场进行二维傅里叶变换，得到3D空间波场的平面波信息的步骤为：

其中，U_j(p_x,p_y,ω)代表频率波数域的位移矢量的j分量；T_j(p_x,p_y,ω)代表频率波数域的应力边界条件的j分量；ω为弧度频率；为ν波型线性偏振波场的慢度矢量的m分量，ν＝P，S1，S2，r_m为边界点的m坐标分量，m＝x，y，z，dS^r为边界点r在边界∑上的微元面；u_j(r,ω)为边界∑上的位移矢量第j分量，τ_jz(r,ω)为边界∑上的应力边界条件的j分量；

其中，根据各波型线性偏振波场在波场传播方向上的慢度矢量z分量、偏振方向矢量得到的各波型线性偏振波场的面上/面下、上行/下行波场满足多波型分离统一公式：

其中，Lamé弹性模量λ、μ满足：

λ＝ρ(α²-2β²)，μ＝ρβ²。

2.根据权利要求1所述的多波型波场分离方法，其特征在于，P波和SV波的波场满足：

SH波的波场满足：

3.根据权利要求1所述的多波型波场分离方法，其特征在于，

海底波场满足：

陆地波场满足：

其中，P'为海底听诊器探测到的声波水压。