时间域广义2.5D一阶波动方程曲网格有限差分法数值模拟

2.5D地震波场数值模拟通过在2D地质模型中施加点源从而计算得到3D地震波场.首先通过傅里叶变换得到了一种适用于混合(声波、弹性各向同性、弹性各向异性)介质和各种边界条件(声波自由地表、固体自由地表和固·液边界)的2.5D时域广义一阶波动方程,并采用曲线网格有限差分法求解该波动方程.在各种均匀介质模型(声波、弹性各向同性和弹性各向异性)中,通过对比2.5D数值解与3D解析解和3D数值解,不仅验证了推导的方程和数值求解方法的正确性,而且验证了2.5D数值方法相比3D数值方法在计算效率和内存占用方面有很大的优势.2D数值方法由于线源假设,其解与2.5D数值解相比存在较大的振幅误差和相移,难以直接应用.数值实验结果表明,该2.5D数值模拟方法适用于含各种边界(声波自由地表、固体自由地表和固·液边界)的地质模型.不同于2D波场数值模拟方法,2.5D波场数值模拟方法可直接应用于实际的点源观测数据处理,如2.5D逆时偏移成像.