基于起伏地形的瑞利面波有限差分数值模拟  

Finite-difference Numerical Modeling of Rayleigh Wave based on Relief Surface

作　　者：琚长辉 王伟[2] 王祥春[1] 邵广周[3] 高星[2] 

机构地区：[1]中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院,北京100083 [2]中科院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室,北京100101 [3]长安大学应用地球物理研究所,陕西西安710054

出　　处：《东华理工大学学报（自然科学版）》2015年第3期319-324,共6页Journal of East China University of Technology(Natural Science)

基　　金：国家自然科学基金项目"煤矿灾害事件与地震槽波波场特征示范研究-煤层厚度变异与断层和采空区探测"(41130419);"多地震学方法联合研究华南褶皱带地壳及上地幔结构(41374061);"青藏高原雅鲁藏布江和班公湖-怒江缝合带附近深部结构研究"(41240027);"青藏高原雅鲁藏布江和班公湖-怒江缝合带地壳结构研究"(2012M510533)

摘　　要：利用瑞利面波的频散特性及其不同频率瑞利面波能量随探测深度衰减变化规律,能够用来进行浅地表的地质勘探和地球内部构造的研究。利用有限差分数值求解的算法,模拟起伏条件下的地下介质中的瑞利面波;建立速度-应力弹性波动方程,利用交错网格的差分方式,引入完全匹配层(Perfectly matched layer,简称PML)的人工边界条件,对几种简单的起伏地表模型进行正演模拟。结果表明交错网格有限差分方法有比较好的精度,PML边界条件能够对来自边界的虚反射有较好的吸收处理。Rayleigh wave can be used to detect the aimed objects underground and study the inner structure of the earth. Finite-difference numerical modeling is used to model the Rayleigh surface wave in the propagating with topography. The wave equation of velocity and stress is given,and the staggered-grid finite-difference format is considered. The perfectly matched layer method was introduced to filter the artificial reflection. The study is focused on several simple models of the relief surface. The results show that staggered-grid high-order finite-difference method can improve the precision of the modeling and the perfectly matched layer( PML) boundary condition can have a good effect on the absorption of the ghost reflection from the boundary.

关 键 词：弹性波场 起伏地形 交错网格 完全匹配层 数值模拟 

分 类 号：P631.4[天文地球—地质矿产勘探]