一种全局优化的隐式交错网格有限差分算法及其在弹性波数值模拟中的应用

摘要：

在数值模拟中,隐式有限差分具有较高的精度和稳定性.然而,传统隐式有限差分算法大多由于需要求解大型矩阵方程而存在计算效率偏低的局限性.本文针对一阶速度-应力弹性波方程,构建了一种优化隐式交错网格有限差分格式,然后将改进格式由时间-空间域转换为时间-波数域,利用二范数原理建立目标函数,再利用模拟退火法求取优化系数.通过对均匀模型以及复杂介质模型进行一阶速度-应力弹性波方程数值模拟所得单炮记录、波场快照分析表明:这种优化隐式交错网格差分算法与传统的几种显式和隐式交错网格有限差分算法相比不但降低了计算量,而且能有效的压制网格频散,使弹性波数值模拟的精度得到有效的提高.

关键词：隐式有限差分、数值模拟、交错网格、弹性波方程、模拟退火

所属期刊栏目：58

分类号：P631

资助基金：国家高技术研究发展计划863计划项目2012AA061202,国家油气重大专项2011ZX05008-006-50,国家油气重大专项2011ZX05003-003,国家科技重大专项2011ZX05023-005-002联合资助.

在线出版日期：2015-08-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：2508-2524