[发明专利]纵、横波数值模拟方法及系统

权利要求书

1.一种纵、横波数值模拟方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

a.根据各向同性介质中的弹性波方程，计算得到纵、横波分离的弹性波方程；

b.从空间上对地质模型进行交错网格剖分，从时间上对总波场和纵、横波场进行交错网格剖分；

c.根据纵、横波分离的弹性波方程和剖分出的网格，构建空间和时间差分格式；

d.根据构建的空间和时间差分格式，计算得到纵波和横波波场。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤a具体包括：

二维情况下，令v_x和v_z分别表示v的水平分量和垂直分量，则得到纵、横波分离的弹性波方程(13)为：

其中，v_P、v_S分别是真实的纵、横波波场。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的步骤c具体包括：

对应的2N阶空间差分格式表示为：

其中，i和j分别表示的是网格点在z方向和x方向上的坐标；Δx和Δz分别表示x方向和z方向上的空间步长，n和N是正整数，表示的是精度为2N阶的第n个交错网格有限差分系数。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的步骤c具体包括如下步骤：

对应的2N阶空间差分格式表示为：

其中，i和j分别表示的是网格点在z方向和x方向上的坐标；Δx和Δz分别表示x方向和z方向上的空间步长，n和N是正整数，表示的是精度为2N阶的第n个交错网格有限差分系数。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的步骤c具体包括：

所对应的2N阶空间差分格式表示为：

其中，i和j分别表示的是网格点在z方向和x方向上的坐标；Δx和Δz分别表示x方向和z方向上的空间步长，n和N是正整数，表示的是精度为2N阶的第n个交错网格有限差分系数。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的步骤c具体包括：

对应的2N阶空间差分格式表示为：

其中，i和j分别表示的是网格点在z方向和x方向上的坐标；Δx和Δz分别表示x方向和z方向上的空间步长，n和N是正整数，表示的是精度为2N阶的第n个交错网格有限差分系数。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的步骤c具体包括：

令Q表示v_x或v_z，R表示v^P或v^S，则2M阶时间差分格式表示为：

其中，t表示的是时间，Δt表示的是时间步长，h表示的是时间步数。

8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的步骤c具体包括：

令Q表示v_x或v_z，R表示v^P或v^S，则2M阶时间差分格式表示为：

其中，t表示的是时间，Δt表示的是时间步长，h表示的是时间步数。

9.一种纵、横波数值模拟系统，其特征在于，该系统包括弹性波方程计算模块、网格剖分模块、构建模块、纵、横波场计算模块，其中：

所述弹性波方程计算模块用于根据各向同性介质中的弹性波方程，计算得到纵、横波分离的弹性波方程；

所述网格剖分模块用于从空间上对地质模型进行交错网格剖分，从时间上对总波场和纵、横波场进行交错网格剖分；

所述构建模块用于根据纵、横波分离的弹性波方程和剖分出的网格，构建空间和时间差分格式；

所述纵、横波场计算模块用于根据构建的空间和时间差分格式，计算得到纵波和横波波场。