2007__声波正演模拟中的人工边界问题.pdf

维普资讯 第 4卷 第 4期 二往 球物理等赧 Vo1．4，NO．4 2007年 8月 CHINESEJOURNALOFENGINEERING GEOPHYSICS Aug．，2007 文章编号：1672—794O(2007)O4一O36O—O6 声波正演模拟中的人工边界问题 张 毅 (中国地质大学 地球物理与空间信息学院，武汉 43OO74) 摘 要 ：随着计算机应用技术的迅速发展，数值模拟成为一种解决地球物理中各种问题的有效手段。在数 值模拟的计算过程 中，由于计算机的计算速度和 内存容量的限制 ，有限的计算空间区域引入了人为边界，从而 使计算结果严重偏离真实值 。本文详细介绍了多种在声波正演模拟中解决人工边界 问题的方法 ，并对各种方 法进行 了对比和分析 。 关键词 ：边界条件；海绵吸收；快速傅立叶变换；完全匹配层；反周期扩展；傍轴近似 中图分类号：P631．5 文献标识码 ：A 收稿 日期：2O07一o4—13 ArtificialBoundaryConditionsin AcousticForwardM odeling ZhangYi (InstituteofGeophysicsandGeornatics，ChinaUniversityofGeosciences，Wuhan430074，China) Abstract：W iththedevelopmentofthecomputerapplicationtechnology，numericalsimula— tionbecomesaeffectivewaytosolvetheproblemsofthegeophysics．Innumericalsimula— tion，duetothe1imitationoftheCPU timeandcomputermemory，artificia1boundaryarises becauseofthelimited computingarea，andconsequentlyitbecomesabig divergencebe— tweencomputingresultandtruevalue．Thispapersummarizesafew methodstodealwith theartificialboundaryconditionsinacousticforwardmodeling，andgivessomecontrastand analysistothosemethods． Keywords：boundarycondition；spongyabsorbing；FFT；perfectlymatchedlayer；antiperi— odicextension；paraxialapproximation 计算空间区域无形之 中引入 了人为边界 ，不可避 引言 免的需要对在数值网格边界上产生的反射或 回绕 能量进行合适的处理 ，否则这些人为产生的反射 在均匀介质中的，二维情况下的声波波动方 或回绕能量会在很大程度上扭曲真正的波动传播 程为： 信号，使模拟剖面变得模糊不清，不利于对地层构 3 +粤 ： (1) 造信息进行解释。 12Ot … x 。3z 7