复杂地表条件下快速推进法地震波走时计算

计算物理 ›› 2010, Vol. 27 ›› Issue (2): 281-286.

复杂地表条件下快速推进法地震波走时计算

孙章庆^1,2, 孙建国^1,2, 韩复兴^1,2

1. 吉林大学地球探测科学与技术学院, 吉林长春 130026;
2. 国土资源部应用地球物理综合解释理论开放实验室一波动理论与成像技术实验室, 吉林长春 130026

收稿日期:2008-11-19 修回日期:2009-04-13 出版日期:2010-03-25 发布日期:2010-03-25
作者简介:孙章庆(1982-),男,重庆黔江,博士生,主要从事地震渡传播理论与成像技术、电磁法正演模拟、计算地球物理等方面的研究.
基金资助:
国家自然科学基金(40574052);国家重点基础研究发展计划(973)课题(2007CB209603);国家自然科学基金重点项目(40437018)资助项目

Traveltime Computation Using Fast Marching Method Under Complex Topographical Conditions

SUN Zhangqing^1,2, SUN Jianguo^1,2, HAN Fuxing^1,2

1. College for Geoexploration Science and Technology, Jilin University, Changchun 130026, China;
2. Laboratory for Integrated Geophysical Interpretation Theory of the Ministry for Land and Resources of China-Laboratory for Wave Theory and Imaging Technology, Changchun 130026, China

Received:2008-11-19 Revised:2009-04-13 Online:2010-03-25 Published:2010-03-25

摘要/Abstract

摘要： 为获得计算复杂地表条件下地震波走时的方法,对常规快速推进法(Fast marching method,简写为FMM)做了两点改进:①引入不等距差分格式,用于地表和界面处的局部走时计算;②增加新的网格节点类型,用于实现不规则边界条件下的窄带技术.通过对算法的计算精度、效率及实例的分析可得,算法计算精度高,其中反射波走时计算的精度高于初至波;不会因为处理不规则边界而引入过多额外的计算量;能灵活稳定地处理各种强起伏复杂地形、近地表及地下复杂介质等问题.计算结果满足复杂地表条件下地震波的传播规律.

关键词: 复杂地表, 不等距差分, 快速推进法, 走时计算

Abstract: Conventional fast marching method (FMM) is improved for traveltime computation. A non-equidistant difference scheme is used to carry local traveltime computation near surface and interface. New grid node type is used to realize narrow band technique under irregular boundary conditions. Analysis on accuracy, efficiency and numerical tests shows that the new method has high-accuracy and accuracy of the reflection wave is higher than that of the first-arrival wave. The new method does not need too more additional computing capacity in dealing with irregular boundaries. The new method can treat strong topographical change, near-surface and subsurface complex media effectively and flexibly. The results consist with laws of wave propagation under complex topographical conditions.

Key words: complex topography, non-equidistant difference scheme, fast marching method, traveltime computation

中图分类号:

P631

孙章庆, 孙建国, 韩复兴. 复杂地表条件下快速推进法地震波走时计算[J]. 计算物理, 2010, 27(2): 281-286.

SUN Zhangqing, SUN Jianguo, HAN Fuxing. Traveltime Computation Using Fast Marching Method Under Complex Topographical Conditions[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2010, 27(2): 281-286.

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