地震波数值模拟是勘探地震学的基础之一。它利用直接方法、积分方程方法或射线追踪等数值方法模拟地震波的传播,产生合成震波图。在地震设计、地震反演和地震勘探设计等方面具有重要应用。随着发展高精度地震技术的需要和地震波数值模拟理论和算法的发展,人们对高精度地震波数值模拟方法提出了很高的要求,需要构造出具有较高效率的高精度数值模拟方法。
在微分方程数值方法的发展历史上,辛几何算法的创立可以说是一个具有里程碑意义的事件。由我国科学家冯康和美国科学家Ruth 创立的辛几何方法不仅发展了新的数值方法,而且更重要的是它本身所蕴含的一种新的思想,即在构造微分方程的数值方法时尽可能保持原系统的内在结构的指导原则。这一指导原则直接导致了保结构算法的建立。
我所油气资源研究室陈景波副研究员近期发表在Geophysical Prospecting的论文,将保结构算法应用于地震波数值模拟算法的构造,揭示了现有方法的保结构性质,并发展了新的方法,对算法的稳定性和频散关系进行了严格的论证和分析,所得算法在保持效率的同时,精度有很大提高,为高精度地震技术提供了有效的数值模拟方法(Chen et al. Lax-Wendroff and Nystrom methods for seismic modeling. Geophysical Prospecting, 2009, 57: 931-941,点击此处下载该文)。
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