geophystechГеофизические технологииRussian Journal of Geophysical Technologies2619-1563IPGG SB RAS10.18303/2619-1563-2021-3-4geophystech-156Research ArticleСтатьиМоделирование времен пробега и акустических волновых полей лучевым методом с аппроксимацией распространения широкополосного сигнала применительно к задачам сейсмикиSimulation of traveltimes and acoustic wave fields by the ray method with approximation of the propagation of a broadband signal as applied to seismic problemsНеклюдовД. А.NeklyudovD. A.

Кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории многоволновых сейсмических исследований Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН. Основные научные интересы: сейсмическая томография, выделение полезного сигнала в сейсмических данных.630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3

Koptyug Ave., 3, Novosibirsk, 630090

NeklyudovDA@ipgg.sbras.ruПротасовМ. И.ProtasovM. I.

Доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории многоволновых сейсмических исследований Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН. Основные научные интересы: исследования в области разработки алгоритмов обработки данных сейсморазведки.630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3

Koptyug Ave., 3, Novosibirsk, 630090

ProtasovMI@ipgg.sbras.ruИнститут нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАНРоссияTrofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RASRussian Federation20212801202203417Copyright © Неклюдов Д.А., Протасов М.И., 20222022Неклюдов Д.А., Протасов М.И.Neklyudov D.A., Protasov M.I.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjgt.ru/jour/article/view/156

В работе рассмотрен метод для расчета частотно-зависимых лучей, который позволяет просто и эффективно аппроксимировать распространение широкополосного сигнала. Проведен сравнительный анализ этого метода со стандартным лучевым и конечно-разностным методами в задачах расчета времен пробега и расчета волновых полей в сложноустроенных средах. Показана его перспективность для решения задач сейсмики.

In this paper we consider a method for calculating frequency-dependent rays, which allows to approximate effectively the propagation of a broadband signal. A comparative analysis of this method with the standard ray method and the finite-difference method is carried out. It is shown to be promising for solving seismic problems.

Лучевой методчастотно-зависимые лучимоделирование волновых полейRay methodfrequency dependent rayswavefield modellingИсследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ и ЧНФ в рамках научного проекта № 20-55-26003.The reported study was funded by RFBR and GACR, project number 20-55-26003.ReferencesБабич В.М., Булдырев В.С. Асимптотические методы в задачах дифракции коротких волн. – М.: Наука, 1972. – 456 с.Babich V.M., Buldyrev V.S. Asymptotical methods in problems of short-wavelength diffraction [in Russian]. – Nauka, Moscow, 1972.Гадыльшин К.Г., Протасов М.И. Построение точных частотно-зависимых лучей при известном решении уравнения Гельмгольца // Вычислительные методы и программирование: Новые вычислительные технологии. – 2015. – № 4. – С. 586–594.Bube K.P., Washbourne J.K. Wave tracing: Ray tracing for the propagation of band-limited signals: Part 1 – Theory // Geophysics. – 2008. – Vol. 73 (5). – P. VE377–VE384, doi: 10.1190/1.2963514.Кравцов Ю.А., Орлов Ю.И. Геометрическая оптика неоднородных сред. – М.: Наука, 1980. – 306 с.Červeny V., Soares J.E.P. Fresnel volume ray tracing // Geophysics. – 1992. – Vol. 57 (7). – P. 902–915, doi: 10.1190/1.1443303.Протасов М.И., Гадыльшин К.Г. "Точные" частотно-зависимые лучи в акустической среде и их свойства // Доклады РАН. – 2018. – Т. 482, № 5. – С. 587–592.Červeny V., Molotkov I.A., Psencik I. Ray theory in seismology. – Charles University Press, 1977.Протасов М.И., Осипов К.С. Частотно-зависимое лучевое трассирование для неплоских границ // Технологии сейсморазведки. – 2014. – № 3. – С. 25–31.Gadylshin K., Protasov M. Construction of exact frequency-dependent rays with the known solution of the Helmholtz equation // Computational Methods and Programming: New Computational Technologies. – 2015. – Vol. 4. – P. 586–594.Bube K.P., Washbourne J.K. Wave tracing: Ray tracing for the propagation of band-limited signals: Part 1 – Theory // Geophysics. – 2008. – Vol. 73 (5). – P. VE377–VE384, doi: 10.1190/1.2963514.Kravtsov Y.A., Orlov Y.I. Geometrical optics of inhomogeneous media [in Russian]. – Nauka, Moscow, 1980.Červeny V., Soares J.E.P. Fresnel volume ray tracing // Geophysics. – 1992. – Vol. 57 (7). – P. 902–915, doi: 10.1190/1.1443303.Lomax A. The wavelength-smoothing method for approximating broad-band wave propagation through complicated velocity structures // Geophysical Journal International. – 1994. – Vol. 117 (2). – P. 313–334, doi: 10.1111/j.1365-246X.1994.tb03935.x.Červeny V., Molotkov I.A., Psencik I. Ray theory in seismology. – Charles Univeresity Press, 1977.Operto M.S., Xu S., Lambaré G. Can we quantitatively image complex structures with rays? // Geophysics. – 2000. – Vol. 65 (4). – P. 1223–1238, doi: 10.1190/1.1444814.Lomax A. The wavelength-smoothing method for approximating broad-band wave propagation through complicated velocity structures // Geophysical Journal International. – 1994. – Vol. 117 (2). – P. 313–334, doi: 10.1111/j.1365-246X.1994.tb03935.x.Protasov M., Osypov K. Frequency dependent ray tracing for irregular boundaries // Seismic Technologies. – 2014. – Vol. 3. – P. 25–31.Operto M.S., Xu S., Lambaré G. Can we quantitatively image complex structures with rays? // Geophysics. – 2000. – Vol. 65 (4). – P. 1223–1238, doi: 10.1190/1.1444814.Protasov M.I., Gadylshin K.G. "Exact" frequency-dependent rays in acoustic media and their properties // Doklady Earth Sciences. – 2018. – Vol. 482 (5). – P. 1339–1344, doi: 10.1134/S1028334X1810015X.Thierry P., Operto S., Lambaré G. Fast 2-D ray+Born migration/inversion in complex media // Geophysics. –1999. – Vol. 64 (1). – P. 162–181, doi: 10.1190/1.1444513.Thierry P., Operto S., Lambaré G. Fast 2-D ray+Born migration/inversion in complex media // Geophysics. –1999. – Vol. 64 (1). – P. 162–181, doi: 10.1190/1.1444513.Vasco D.W., Peterson J.E., Majer E.L. Beyond ray tomography: Wavepaths and Fresnel volumes // Geophysics. – 1995. – Vol. 60 (6). – P. 1790–1804, doi: 10.1190/1.1443912.Vasco D.W., Peterson J.E., Majer E.L. Beyond ray tomography: Wavepaths and Fresnel volumes // Geophysics. – 1995. – Vol. 60 (6). – P. 1790–1804, doi: 10.1190/1.1443912.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.