[发明专利]一种地震波仿真分析方法、存储介质及设备

说明书

本发明公开了一种地震波仿真分析方法、存储介质及设备，方法包括步骤：以笛卡尔网格为背景网格，在靠近地表处用若干层曲线网格拟合起伏地形，形成笛卡尔网格和曲线网格互相嵌套的网格布局，且笛卡尔网格与曲线网格之间不要求点与点的匹配；在笛卡尔网格和曲线网格的网格子域内部，分别计算空间差分，组成一阶速度‑应力方程右端项，得到相应的一阶速度‑应力方程；在定位笛卡尔网格与曲线网格在嵌套区域的网格点关系后，利用插值方法完成波场关键信息的传递。本发明采用笛卡尔坐标作为背景网格，并在地表处采用若干层曲线网格对起伏地形进行拟合，不同区域仅利用逻辑关系简单的结构化网格进行刻画，从而既减少了生成网格的难度和人力干预，也保证了地震波仿真模拟高效顺利地完成。

技术领域

本发明涉及地震波分析技术领域，特别涉及一种地震波仿真分析方法、存储介质及设备。

背景技术

地震波仿真数值模拟是预测地震产生的强地面运动，以及使用地震波对地下结构进行勘探的基本工具。它是对给定地下结构和物理参数，模拟地震波在地下介质中传播规律，并计算观测点数值响应的一种地震模拟方法。准确模拟地震波在含有起伏地表条件的真实地球中的波场特征和传播过程，对研究地震波传播规律、预测强地面运动、地球内部结构成像以及地下资源勘探等具有重要的意义。

随着汽油勘探、开发重点逐步转向中国西部探区，基于起伏地表条件的正演模拟、速度分析和偏移成像等方法已经成为研究热点。起伏地形会对地震波的传播过程产生较大的影响，会使地震波更加复杂而且会使波形发生畸变。基于此，含起伏地表的地震波正演数值模拟面临网格生成繁琐、使用困难以及计算量大等难题。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种地震波仿真分析方法、存储介质及设备，旨在解决现有基于起伏地表的地震波正演数值模拟面临网格生成繁琐、使用困难以及计算量大的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种地震波仿真分析方法，其中，包括步骤：

以笛卡尔网格为背景网格，在靠近地表处用若干层曲线网格拟合起伏地形，形成笛卡尔网格和曲线网格互相嵌套的网格布局，且笛卡尔网格与曲线网格之间不要求点与点的匹配；

在笛卡尔网格和曲线网格的网格子域内部，分别计算空间差分，组成一阶速度-应力方程右端项，得到相应的一阶速度-应力方程；

在定位笛卡尔网格与曲线网格在嵌套区域的网格点关系后，利用插值方法完成波场关键信息的传递。

所述的地震波仿真分析方法，其中，所述在笛卡尔网格和曲线网格的网格子域内部，分别计算空间差分，组成一阶速度-应力方程右端项，得到相应的一阶速度-应力方程的步骤包括：

在笛卡尔网格的网格子域内部计算空间差分，组成一阶速度-应力方程右端项，得到笛卡尔坐标系下的一阶速度-应力方程；

在曲线网格的网格子域内部计算空间差分，组成一阶速度-应力方程右端项，得到贴体曲线坐标系下的一阶速度-应力方程。

所述的地震波仿真分析方法，其特征在于，所述在笛卡尔网格的网格子域内部计算空间差分，组成一阶速度-应力方程右端项，得到笛卡尔坐标系下的一阶速度-应力方程的步骤包括：

在笛卡尔网格的网格子域内部计算空间差分σ_xx，x，σ_xz，x，σ_xz，z，σ_zz，z，v_x，x，v_x，z，v_z，x和v_z，z，得到笛卡尔坐标系下的一阶速度-应力方程为：