求解弹性波动方程的频率域近似解析离散化波场模拟方法

作者：郎超; 仇楚钧; 刘少林; 申文豪; 李小凡; 徐锡伟^*

来源：地球物理学报, 2021, 64(08): 2838-2857.

DOI：10.6038/cjg2021O0332

• 频率域弹性波动方程
• 近似解析离散化
• 预处理迭代方法
• 波场模拟
• 频散分析

为提高频率域弹性波动方程数值求解的计算效率,本文引入近似解析离散化(NAD)方法将其进行数值离散并得到大型线性代数方程组.在详细分析了相应系数矩阵的稀疏分块结构与数学性质之后,本文提出采用不精确旋转分块三角预处理子加速Krylov子空间迭代方法来快速求解该线性方程组,并利用数值试验证实这种方法在弹性波场模拟方面的数值效率.通过与另外两种经典数值方法(常规有限差分方法和交错网格有限差分方法)对多种介质模型进行波场模拟、数值频散分析以及与解析解的波形对比,NAD方法显示了其在压制数值频散和提高计算效率方面的优势以及对复杂介质模型弹性波场数值模拟的有效性.

• 单位
  北京信息科技大学; 中国地质大学（武汉）; 清华大学