[发明专利]一种波动方程正演的瑞利面波频散响应计算方法及其装置

摘要

本发明公开了一种波动方程正演的瑞利面波频散响应计算方法及其装置，通过使用高精度的高阶有限差分、合理设置自由地表边界条件、有效压制模型外边界的伪反射、使用Radon变换法来计算面波的相速度谱，即瑞利面波在频率域中的频散响应，本发明基于各向异性弹性波动方程通过时域有限差分正演模拟来计算瑞利面波频散响应特征，其地质模型可以是各向异性、非水平层状介质，自由地表可以是起伏自由地表，可以用来研究复杂介质的瑞利面波频散响应特征。

主权项

1.一种波动方程正演的瑞利面波频散响应计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一，根据波动方程建立地下介质的正演模型，并将地下介质的介质参数转换为波动方程张量矩阵中的弹性系数；步骤二，对正演模型中的弹性波场分量和弹性系数进行二维网格离散化，所述弹性波场分量和弹性系数交错地位于网格节点上；根据波速分布的范围[V_min，V_max]和给定的峰值频率f_peak，设置正演模拟的时间迭代步长dt、离散网格大小和空间网格离散步长dx、dz；步骤三，设定自由地表边界条件和不同介质间的边界条件，所述介质密度为零时，其对应的位移分量为零；所述弹性系数C₅₅所涉及的其中一个相邻介质的弹性系数为零时，其对应的剪应力为零；步骤四，通过弹性波动方程进行时域有限差分正演模拟，在地面上接收包含面波的地震记录zz(x，t；z＝0)，并将该地震记录变换到频率域步骤五，对步骤四中得到的频率域进行瑞利面波速度谱计算，得到面波地震记录在频率域的速度谱s(1:nω，1:nυ)，即瑞利面波在频率域中的频散响应。