[发明专利]拓展显式差分稳定性条件的波场模拟方法、装置及设备

权利要求书

1.一种拓展显式差分稳定性条件的波场模拟方法，包括：

根据设定的时间步长和波场模拟模型参数对波动方程进行有限差分离散，得到离散后的波动方程；

对所述离散后的波动方程的震源函数进行时间频散变换得到新的震源函数；

对所述波动方程的增长矩阵进行特征值分解，获取所述增长矩阵的特征向量矩阵和由所述增长矩阵的特征值组成的特征值对角矩阵并对所述离散后的波动方程的增长矩阵进行特征值扰动，以生成新的对角矩阵，并基于所述新的对角矩阵和原来的所述特征向量矩阵得到新的增长矩阵；

将所述新的震源函数和所述新的增长矩阵代入所述离散后的波动方程，得到新的稳定的波场迭代式；

采用所述新的波场迭代式进行波场数值模拟得到波场数据；

针对所述波场数据中需要输出的目的波场数据进行逆时间频散变换操作，得到消除时间频散的波场数据；

存储所述的逆时间频散变换处理之后的波场数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述波场模拟模型参数包括：空间网格大小，模型全局速度、时间步长、震源函数、时间和空间有限差分的离散格式。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述离散后的波动方程的震源函数进行时间频散变换得到新的震源函数，包括：

对所述离散后的波动方程的震源函数利用时间频散变换关系计算理论相移；

基于所述理论相移对所述震源函数进行变换，该变换可以看做修正的傅里叶变换；

继续进行逆傅里叶变换，得到新的震源函数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述离散后的波动方程的增长矩阵进行特征值扰动，包括：

采用特征值扰动的方法对所述增长矩阵中模大于1的特征值进行扰动，使这部分特征值的模变为1，得到新特征值；

将所述增长矩阵中模小于等于1的特征值和所述新特征值组成所述新的对角矩阵。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对所述波场数据中需要输出的目的波场数据进行逆时间频散变换操作，得到消除时间频散的波场数据，包括：

利用时间离散之后的频散变换关系计算所述目的波场数据的实际相移；

基于所述实际相移对所述目的波场数据进行变换，该变换可以看做修正的傅里叶变换；

继续进行逆傅里叶变换，得到消除时间频散的波场数据。

6.一种拓展显式差分稳定性条件的波场模拟装置，其特征在于，所述装置包括：

离散单元，根据设定的时间步长和波场模拟模型参数对波动方程进行有限差分离散，得到离散后的波动方程；

震源函数变换单元，对所述离散后的波动方程的震源函数进行时间频散变换得到新的震源函数；

特征值扰动单元，对所述波动方程的增长矩阵进行特征值分解，获取所述增长矩阵的特征向量矩阵和由所述增长矩阵的特征值组成的特征值对角矩阵并对所述离散后的波动方程的增长矩阵进行特征值扰动，以生成新的对角矩阵，并基于所述新的对角矩阵和原来的所述特征向量矩阵得到新的增长矩阵；

迭代式构成单元，所述新的震源函数和所述新的增长矩阵代入所述离散后的波动方程，得到新的稳定的波场迭代式；

波场模拟单元，采用所述新的波场迭代式进行波场数值模拟得到波场数据；

逆时间频散变换单元，针对所述波场数据中需要输出的目的波场数据进行逆时间频散变换操作，得到消除时间频散的波场数据；

存储单元，存储所述的逆时间频散变换处理之后的波场数据。