Трехмерные лучи Ломакса и их использование для моделирования акустических волновых полей в сложных средах
https://doi.org/10.18303/2619-1563-2023-2-56
Аннотация
В данной работе мы представляем простой и эффективный подход для расчета частотно-зависимых лучей в трехмерных средах. В предложенном подходе моделируется распространение локально плоского фрагмента волнового фронта. Свойства луча зависят от распределения скоростей в некотором объеме среды в окрестности луча. Ширина этого объема зависит от длины волны к каждой точке на луче. Численный эксперимент демонстрирует применение предложенного подхода для расчета времен первых вступлений и акустических волновых полей в сложной трехмерной модели, в которой присутствует солевое тело.
При поддержке: Данное исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ и ЧНФ в рамках научного проекта № 20-55-26003.
Об авторах
Д. А. Неклюдов
http://www.ipgg.sbras.ru/ru/institute/staff/neklyudovda
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН
630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3
Россия
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН
630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3
Россия
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.
М. И. Протасов
http://www.ipgg.sbras.ru/ru/institute/staff/protasovmi
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН
630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3
Россия
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН
630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3
Россия
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.
Список литературы
1. Бабич В.М., Булдырев В.С. Асимптотические методы в задачах дифракции коротких волн. – М.: Наука, 1972. – 456 с.
2. Кравцов Ю.А., Орлов Ю.И. Геометрическая оптика неоднородных сред. – М.: Наука, 1980. – 306 с.
3. Неклюдов Д.А., Протасов М.И. Моделирование времен пробега и акустических волновых полей лучевым методом с аппроксимацией распространения широкополосного сигнала применительно к задачам сейсмики // Геофизические технологии. – 2021. – № 3. – С. 4–17, doi: 10.18303/10.18303/2619-1563-2021-3-4.
4. Протасов М.И., Осипов К.С. Частотно-зависимое лучевое трассирование для неплоских границ // Технологии сейсморазведки. – 2014. – № 3. – С. 25–31.
5. Aminzadeh F., Burkhard N., Long J., Kunz T., Duclos P. Three-dimensional SEG/EAGE models – An Update // The Leading Edge. – 1996. – Vol. 15 (2). – P. 131–134, doi: 10.1190/1.1437283.
6. Belonosov M., Dmitriev M., Kostin V., Neklyudov D., Tcheverda V. An iterative solver for the 3D Helmholtz equation // Journal of Computational Physics. – 2017. – Vol. 345. – P. 330–344, doi: 10.1016/j.jcp.2017.05.026.
7. Ben-Menahem A., Beydoun W.B. Range of validity of seismic ray and beam methods in general inhomogeneous media – I. General theory // Geophysical Journal International. – 1985. – Vol. 82 (2). – P. 207–234, doi: 10.1111/j.1365-246X.1985.tb05135.x.
8. 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.
9. Bulant P., Klimeš L. Interpolation of ray theory traveltimes within ray cells // Geophysical Journal International. – 1999. – Vol. 139 (2). – P. 273–282, doi: 10.1046/j.1365-246x.1999.00919.x.
10. Červeny V. Seismic ray theory. – Cambridge University Press, 2001.
11. Červeny V., Soares J.E.P. Fresnel volume ray tracing // Geophysics. – 1992. – Vol. 57 (7). – P. 902–915, doi: 10.1190/1.1443303.
12. Červeny V., Molotkov I.A., Psencik I. Ray theory in seismology. – Charles University Press, 1977.
13. Dahlen F.A., Hung S.-H., Nolet G. Fréchet kernels for finite-frequency traveltimes – I. Theory // Geophysical Journal International. – 2000. – Vol. 141 (1). – P. 157–174, doi: 10.1046/j.1365-246X.2000.00070.x.
14. 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.
15. Lucio P.S., Lambaré G., Hanyga A. 3D multivalued travel time and amplitude maps // Pure and Applied Geophysics. – 1996. – Vol. 148. – P. 449–479, doi: 10.1007/BF00874575.
16. Marquering H., Dahlen F.A., Nolet G. Three-dimensional sensitivity kernels for finite-frequency traveltimes: the banana-doughnut paradox // Geophysical Journal International. – 1999. – Vol. 137 (3). – P. 805–815, doi: 10.1046/j.1365-246x.1999.00837.x.
17. Protasov M., Gadylshin K. Computational method for exact frequency-dependent rays on the basis of the solution of the Helmholtz equation // Geophysical Journal International. – 2017. – Vol. 210 (1). – P. 525–533, doi: 10.1093/gji/ggx188.
18. Vasco D.W., Nihei K. Broad-band trajectory mechanics // Geophysical Journal International. – 2019. – Vol. 216 (2), 745–759, doi: 10.1093/gji/ggy435.
19. 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.
20. Yarman C.E., Cheng X., Osypov K., Nichols D., Protasov M. Band-limited ray tracing // Geophysical Prospecting. – 2013. – Vol. 61 (6). – P. 1194–1205, doi: 10.1111/1365-2478.12055.
Рецензия
Для цитирования:
Неклюдов Д.А., Протасов М.И. Трехмерные лучи Ломакса и их использование для моделирования акустических волновых полей в сложных средах. Геофизические технологии. 2023;(2):56-71. https://doi.org/10.18303/2619-1563-2023-2-56
For citation:
Neklyudov D.A., Protasov M.I. 3D Lomax rays and its application for acoustic wavefield simulation in complex media. Russian Journal of Geophysical Technologies. 2023;(2):56-71. (In Russ.) https://doi.org/10.18303/2619-1563-2023-2-56
Просмотров:
240
Послать статью по эл. почте 