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具有一般各向异性的三维非均匀介质中第一个地震波传播时间的单程计算。 (英语) Zbl 1493.65172号

小结:我们提出了一种计算地震波在由广义胡克张量定义的介质中初至传播时间的数值方法,与以往仅限于各向异性介质的特定子类的方法相比,如“倾斜横观各向同性”(TTI)介质或“倾斜正交”(TOR)介质[U.B.Waheed、C.E.YarmanG.标志,“基于迭代快速扫描的三维倾斜各向异性介质的eikonal解算器”,《地球物理》80,第3期,C49–C58(2015;doi:10.1190/geo2014-0375.1);P.布特伊勒等,“求解二维非均匀各向异性介质中点源eikonal方程的精确间断Galerkin方法”,Geophys。J.Int.212,第3期,1498–1522(2017;doi:10.1093/gji/ggx463)]. 我们的方法在离散域上进行一次遍历,类似于快速行进法,而针对这些类型各向异性的现有方法需要多次迭代,类似于快扫法。我们引入了一种新的源因子分解模型,使得在光滑介质中实现三阶精度成为可能。通过与具有一般各向异性的三维介质中弹性波动方程的解进行比较,我们也验证了我们的解。

MSC公司:

65号06 含偏微分方程边值问题的有限差分方法
65K10码 数值优化和变分技术
49米41 PDE约束优化(数值方面)
86甲15 地震学(包括海啸建模)、地震
74E10型 固体力学中的各向异性
74升05 地球物理固体力学
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全文: 内政部 哈尔

参考文献:

[1] Aminzadeh,F.、Brac,J.、Kunz,T.:三维盐岩和逆冲断层模型。SEG/EAGE三维建模系列1号(1997)
[2] 阿尔顿,K。;Mitcheel,LM,求解静态凸Hamilton-Jacobi方程的带预计算模板和单调节点接受的有序迎风方法,J.Sci。计算。,51, 2, 313-348 (2012) ·Zbl 1256.65099号 ·doi:10.1007/s10915-011-9512-4
[3] 弗拉迪斯拉夫,B。;Michel,C.,《地球的地震各向异性》(1991),柏林:施普林格出版社,柏林
[4] Bardi,M.,Capuzzo-Dolectta,I.:哈密尔顿-雅可比-贝尔曼方程的最优控制和粘度解。柏林施普林格出版社(2008)·Zbl 1134.49022号
[5] 拜尔金,G。;贝纳比尼,M。;卡里翁,P。;Jacovitti,G。;罗卡,F。;Treitel,S。;沃辛顿,M.,地震偏移和空间分辨率的数学理论,反褶积和反演,291-304(1987),牛津:布莱克威尔科学出版物,牛津
[6] Billette,F.,Lambaré,G.:通过立体摄影术从地震反射数据中估算速度宏观模型。地球物理学。《国际期刊》135(2),671-680(1998)
[7] Bleistein,N.,《地球反射器成像》,地球物理学,52,7,931-942(1987)·数字对象标识代码:10.1190/1.1442363
[8] Bensoussan,A.,Lions,J.L.,Papanicolaou,G.:周期结构的渐近分析。美国数学学会,2011年·Zbl 1229.35001号
[9] Benamou J.D.,Luo,S,Zhao,H.:程函方程的紧致迎风二阶格式。J.计算。数学。,489-516 (2010) ·Zbl 1240.65233号
[10] Bornemann,F.和Rasch,C.:基于局部变分原理的静态Hamilton-Jacobi方程的有限元离散化。计算。可视化。科学。9(2), 57-69 (2006) ·Zbl 1511.65119号
[11] Beju,I,Soós,Eugen,Teodorescu,P.P.:欧几里德张量微积分及其应用。剑桥CRC出版社(1983)·Zbl 0526.53010号
[12] 阿联酋瓦希德:一个快速推进的横观各向同性倾斜介质的eikonal解算器。地球物理学,385-393(2020)
[13] Carter,M.,《数学经济学基础》(2001),剑桥:麻省理工学院出版社,剑桥·Zbl 1047.91001号
[14] Cao J.,Brossier,R.,Métiver,L.:三维声(粘)弹性耦合公式及其在基于笛卡尔的六面体网格上的谱元实现。参见:SEG技术计划扩展摘要2020,第2643-2647页。勘探地球物理学家协会(2020)
[15] Coopillard,P.和Capdeville,Y.:地震波方程中三维弹性介质的非周期均匀化。地球物理学。J.Int.213(2),983-1001(2018)
[16] Cerveny,V.,地震射线理论(2005),剑桥:剑桥大学出版社,剑桥·Zbl 0990.86001号
[17] Capdeville,Y.和Métiver,L.:基于均匀化方法的弹性全波形反演:理论框架和二维数值图解。地球物理学。《国际期刊》213(2),1093-1112(2018)
[18] Coopillard,P.、Mulder,W.、Anquez,P.,Mazuyer,A.、Barthélémy,J.:SEG-EAGE逆掩断层模型的表观各向异性。在:(82^{th})EAGE年会上。欧洲地球科学家和工程师协会(2020年)
[19] Cristiani,E.,模拟单调前沿传播的Hamilton-Jacobi方程的快速推进方法,J.Sci。计算。,39, 2, 189-205 (2009) ·兹比尔1203.65220 ·数字对象标识代码:10.1007/s10915-008-9257-x
[20] Dellinger,J.,Symes,W.:使用哈密尔顿-雅可比解算器的各向异性有限差分走时。参见:SEG技术计划扩展摘要1997,第1786-1789页。勘探地球物理学家协会(1997)
[21] Fukushima,M.Luo,Z.Q.和Tseng,P.:可微凸极小化的序列二次约束二次规划方法。SIAM J.Optim公司。13(4), 1098-1119 (2003) ·Zbl 1060.90077号
[22] Ganellari,D.Haase,G.和Zumbusch,G.非结构化网格上的大规模并行Eikonal解算器。计算。目视检查。科学。19(5-6),3-18(2018)·Zbl 07704542号
[23] Hess,HH,海洋下最上层地幔的地震各向异性,《自然》,203,4945,629-631(1964)·doi:10.1038/203629a0
[24] Jeong,W.K.和Whitaker,R.T.,一种快速迭代法。SIAM J.科学。公司。30(5), 2512-2534 (2008) ·Zbl 1246.70003号
[25] Kim,S.和Cook。R.:使用二阶eno格式进行三维旅行时计算。地球物理学64(6),1867-1876(1999)
[26] Kim,S.:关于各向异性旅行时间的eikonal解算器。参见:SEG技术计划扩展摘要1999,第1875-1878页。勘探地球物理学家协会(1999)
[27] Kimmel,R.,Sethian,J.A.:计算流形上的测地路径。《美国国家科学院院刊》95(15),8431-8435(1998)·Zbl 0908.65049号
[28] Le Bouteiller,P。;本杰马,M。;Metivier,L。;Virieux,J.,求解二维非均匀各向异性介质中点源Eikonal方程的精确间断Galerkin方法,Geophys。《国际期刊》,212,31498-1522(2017)·doi:10.1093/gji/ggx463
[29] Le Bouteiller,P.,Benjemaa,M.,Métiver,L.,Virieux,J.:一种用于快速准确计算三维倾斜各向异性介质中旅行时间的间断伽辽金快速扫描eikonal解算器。地球物理学84(2),C107-C118(2019)
[30] Lan,H.Chen,J.和Zhang,Z.:计算不规则表面横观各向同性介质中p波初至传播时间的快速扫描方案。纯应用程序。地球物理学。171(9), 2199-2208 (2014)
[31] Lecomte,I.,各向异性介质中首次旅行时间的有限差分计算,地球物理学。《国际期刊》,113、2、318-342(1993)·doi:10.1111/j.1365-246X.1993.tb00890.x
[32] Lelièvre,Peter G.,Farquharson,Colin G.,Hurich,Charles A.:使用快速推进方法在非结构化三维四面体网格上计算初至地震走时。地球物理学。国际期刊184(2),885-896(2011)
[33] Lambaré,G.,Operto,S.,Podvin,P.,Thierry,Ph,Noble,M.:三维射线+出生迁移/反转-第1部分:理论。《地球物理学》68,1348-1356(2003)
[34] Luo,S.和Qian,J.:分解各向异性方程的快速扫描方法:乘法和加法因子。科学杂志。计算。52(2), 360-382 (2012) ·Zbl 1255.65192号
[35] Lelièvre,P.G.,Farquharson,C.G.Hurich,C.A.:血管分段的全球最佳曲率规则化快速行进。医学图像计算和计算机辅助干预-MICAI 2013。施普林格-柏林-海德堡,第550-557页(2013年)
[36] Mirebeau,J.M.,Dreo,J.:非完整快速行进的自动微分,用于计算传感器监视下的最危险轨迹。载:国际信息几何科学会议,第791-800页。施普林格(2017)·Zbl 1428.65002号
[37] Mirebeau,J.M.,Desquilbet,F.:二维各向异性快速行进的严格锐化模板的最坏情况和平均情况基数。摘自:《构造函数理论-2019》,第157-180页。保加利亚科学院出版社(2020)·Zbl 07324067号
[38] Mirebau,J.M.:使用格点基约简在笛卡尔网格上的各向异性快速绘制。SIAM J.编号分析。52(4), 1573-1599 (2014) ·Zbl 1312.65172号
[39] Mirebeau,J.M.:使用Finsler指标进行高效快速行进。数字数学126(3),515-557(2014)·Zbl 1297.65074号
[40] Mirebau,J.M.:曲率缺陷最短路径的快速拱形方法。数学杂志。图像。愿景60(6),784-815(2018)·Zbl 1435.65041号
[41] Mirebeau,J.M.:在笛卡尔网格上使用二次形式的Voronois一阶约简快速推进黎曼算法。SIAM J.编号分析。57(6), 2608-2655 (2019) ·Zbl 1447.65114号
[42] 马斯格雷夫,MJP,《水晶声学》(2003),纽约:美国声学学会,纽约
[43] 莫瑟,TJ;van Eck,T.等人。;Nolet,G.,《使用最短路径法在强非均匀地球模型中确定低重心》,J.Geophys。研究,97,6563-6572(1992)·doi:10.1029/91JB03176
[44] Nolet,G.,《地震层析成像概述》(2008),英国剑桥:剑桥大学出版社,英国剑桥·Zbl 1166.86001号 ·doi:10.1017/CBO9780511984709
[45] Osher,S.和Shu,C.W.:哈密尔顿-雅可比方程的高阶本质非振荡格式。SIAM J.编号分析。28(4), 907-922 (1991) ·兹伯利0736.65066
[46] Padh,A.,Willis,M.,Zhao,X.:使用基于高阶快速扫描的eikonal解算器在三维横观各向同性介质中精确的准p旅行时。参见:SEG技术计划2017年扩充摘要,第369-373页。勘探地球物理学家协会(2017)
[47] Qian,J.Zhang,Y.T.和Zhao,H.K.:静态凸Hamilton-Jacobi方程的快速扫描方法。科学杂志。公司。31(1-2), 237-271 (2007) ·Zbl 1115.70005号
[48] Rawlinson,N.和Sambridge,M.:使用多级快速行进法在复杂分层介质中的多重反射和透射相位。地球物理学69(5),1338-1350(2004)
[49] Rasch,C.,Satzger,T.:关于快速行进方法O(N)实现的备注。arXiv.org,(2007年3月)·Zbl 1241.65087号
[50] Sethian,J.A.:用于单调前进前沿的快速行进水平集方法。《美国国家科学院院刊》93(4),1591-1595(1996)·Zbl 0852.65055号
[51] Sethian,J.,《水平集方法和快速推进方法:计算几何计算机视觉和材料科学中的进化接口》(1999),流体力学:剑桥大学出版社,流体力学·Zbl 0973.76003号
[52] Slawinski,M.,《弹性介质中的地震波和射线》(2003),阿姆斯特丹:爱思唯尔出版社
[53] Sethian,J.A.,Vladimirsky,A.B.:静态Hamilton-Jacobi方程的有序迎风方法。《美利坚合众国国家科学院院刊》,98(20),11069-11074,(2001)·Zbl 1002.65112号
[54] Trinh,P.T.、Brossier,R.、Métiver,L.、Tavard,L.和Virieux,J.:在柔性笛卡尔网格上使用谱元方法进行高效的三维时域弹性和粘弹性全波形反演。地球物理学84(1),R75-R97(2019)
[55] 蔡,YHR;Cheng,LT;Osher,S.,一类Hamilton-Jacobi方程的快速扫描算法(2004),Ana:SIAM J.Num,Ana·Zbl 1049.35020号
[56] Tsai,Y.H.R.Cheng,L.T.Osher,S.和Zhao,H.K.:一类hamilton-jacobi方程的快速扫描算法。SIAM J.编号分析。41(2), 673-694 (2003) ·Zbl 1049.35020号
[57] Treister,E.和Haber,E.:分解的程函方程的快速行进算法。J.计算。物理学。324, 210-225 (2016) ·Zbl 1360.65266号
[58] 汤姆森,L.,《弱弹性各向异性》,地球物理学,51,101954-1966(1986)·doi:10.190/1.1442051
[59] Taillandier,C.,Noble,M.,Chauris,H.,Calandra,H.:基于伴随状态方法的首次到达旅行时间层析成像。《地球物理学》74(6),WCB1-WCB10(2009)
[60] Tsitsiklis,JN,全球最优轨迹的高效算法,IEEE Trans。自动控制,40,9,1528-1538(1995)·兹比尔083193028 ·doi:10.1109/9.412624
[61] Vidale,J.,《行程时间的有限差分计算》,Bullet。地震波。《美国社会杂志》,78,6,2062-2076(1988)
[62] 瓦斯科,DW;Nihei,K.,宽带轨道力学,地球物理学。国际期刊,216,2475-759(2018)
[63] 瓦希德,UB;雅曼,CE;Flagg,G.,《三维倾斜各向异性介质的迭代、快速扫描的eikonal解算器》,《地球物理》,80,3,C49-C58(2015)·doi:10.1190/geo2014-0375.1
[64] 赵,H.,《程函方程的快速扫掠方法》,数学。计算。,74, 250, 603-627 (2005) ·Zbl 1070.65113号 ·doi:10.1090/S0025-5718-04-01678-3
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