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Born序列频散方程和Born—Kirchhoff传播算子
  • ISSN号:0001-5733
  • 期刊名称:《地球物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:P631[天文地球—地质矿产勘探;天文地球—地质学]
  • 作者机构:[1]中国科学院地质与地球物理研究所地球深部重点实验室,北京100029
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(40830423)和中国科学院知识创新工程项目(KZCX2-YW-101)联合资助.
作者: 符力耘[1]
中文摘要:

传统的Kirchhoff传播算子结构简洁,适用于描述横向均匀介质中波的传播.RayKirchhoff传播算子较为精确地描述了波在非均匀介质中传播的运动学特征,其理论上的先天不足依赖于介质的复杂性.本文通过Born序列逼近波在非均匀介质中传播的大角度波分量,提出一种Born—Kirchhoff传播算子,将传统Kirchhoff传播算子的适用范围扩展至非均匀介质,同时描述波的运动学和动力学特征,其精度取决于Born序列逼近的阶数.利用Born序列频散方程,可以精确分析各阶Born-Kirchhoff传播算子对波长、传播角和非均质性的尺度依赖特征,其中,一阶Born-Kirchhoff传播算子的精度高于传统的相屏传播算子.波数域的Born—Kirchhoff传播算子对于高波数波是奇异的,导致波数域数值计算发散,但其空间域版本是非奇异的,无条件数值稳定,可通过Kirchhoff求和数值实施.本文给出各阶BorwKirchhoff传播算子及其频散方程,可用于不同程度非均匀介质中的波传播模拟,复杂构造地震成像和速度估计.本文利用零阶和一阶Born—Kirchhoff传播算子计算简单二维模型的合成地震图,并与边界元法进行了比较.

英文摘要:

Conventional Kirchhoff propagators are conceptually simple and applicable for wave propagation in laterally homogeneous media. Ray-Kirchhoff propagators are kinematically acceptable in the range of seismic frequencies for heterogeneous media, but theoretically suffer congenital deficiencies. In this paper we present a natural way to extend the conventional Kirchhoff propagators to heterogeneous media. The so-called Born-Kirchhoff propagators are designed in the wavenumber domain under Born series approximation to account for large-angle waves in strong contrast media. These wavenumber-domain propagators that usually become singular at high wavenumbers can be transformed into the space domain, which are unconditionally stable with the Kirchhoff-summation implementation. Various orders of the Born-Kirchhoff propagators are formulated with a target-oriented flexibility to handle local complex zones for wave propagation, seismic imaging, and velocity estimation. A complete accuracy analysis is conducted by Born-series dispersion equations to characterize the Born-Kirchhoff propagators' scale- dependence on wavelengths, propagation angles, and heterogeneities. Synthetic seismograms for a simple 2D model are calculated with the zeroth-order and first-order Born Kirchhoff propagators in comparison with those generated by the boundary-element method.

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期刊信息
  • 《地球物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国地球物理学会 中国科学院地质与地球物理研究所
  • 主编:刘光鼎
  • 地址:北京9825信箱
  • 邮编:100029
  • 邮箱:actageop@mail.igcas.ac.cn
  • 电话:010-82998105
  • 国际标准刊号:ISSN:0001-5733
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2074/P
  • 邮发代号:2-571
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,第二届国家期刊奖,中国期刊方阵“双高”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰地学数据库,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国地质文献预评数据库,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),美国石油文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:31618