弹性波变阶数旋转交错网格数值模拟

摘要

地震波场数值模拟方法对理解和分析地震波的传播规律有着重要的意义,解决数值模拟中存在的频散或耗时问题是数值模拟方法研究中的重要内容之一,本文采用变阶数方法实现减少频散和耗时的目的.变阶数方法是自适应空间算子长度方法，的一种变化和推广,它以理论频散误差研究为基础,结合实际波场传播的情况进行误差计算,将原方法的应用范围由声波推广到剪切波,由理论值推广到时变值,能较准确的估计不同的速度所适用的计算阶数.在旋转交错网格弹性波动方程数值模拟中，空间网格差分会导致数值频散。VRSM基于理论研究，通过实际波场能量信息，求解频散误差，为不同的速度区间适配合理的差分计算阶数。同时，也能有效应用到横波信息。其不仅能节约计算时间，还能较好的避免旋转交错网格在低速区域较严重的频散问题。本文方法可进一步拓展到各项异性情形下。