数值模拟实验报告.docx
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数值模拟实验报告.docx
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数值模拟实验报告
一、实验题目
地震记录数值模拟的这几模型法
二、实验目的
掌握褶积模型基本理论、实现方法与程序编制,由褶积模型初步分析地震
信号的分辨率问题
三、实验原理
1、褶积原理
地震勘探的震源往往是带宽很宽的脉冲,在地下传播、反射、绕射到测线,传播经过中高频衰减,能量被吸收。
吸收过程可以看成滤波的过程,滤波可以用褶积完成。
在滤波中,反射系数与震源强弱关联,吸收作用与子波关联。
最简单的地震记录数值模拟,可以看成反射系数与子波的褶积。
通常,反射系数是脉冲,子波取雷克子波。
(1)雷克子波
Wave(t)=(1-2ir2f2t2)e_21T2f2t2
(2)反射系数:
rflct(z)=
(0
=z反射界面
z=others
(3)褶积公式:
数值模拟地震记录trace⑴:
trace(t)=rflct(t)*wave(t)
反射系数的参数由z变成了t,怎么实现?
在简单水平层介质,分垂直和非垂直入射两
2)非垂直入射:
种实现,分别如图1和图2所示。
1)垂直入射:
图一垂直入射图二非垂直入射
2、褶积方法
(1)离散化(数值化)
计算机数值模拟要求首先必须
针对连续信号离散化处理。
反射系数在空间模型中存在,不同深度反射系数不同,是深度的函数。
子波是在时间记录上一延续定时间的信号,是时间的概念。
在离散化时,通过深度采样完成反射系数的离散化,通过时间采样完成子波的离散化。
如呆记录是Trace(t),则记录是时间的函数,以时间采样离散化。
时间采样间距以M表示,深度采样间距以"表示。
在做多道的数值模拟时,还有横向X的概念,横向采样间隔以Ax表示。
离散化的实现:
t=ltxAt;x=lxxAx;z=lzxAz或:
lt=t/At;lx=x/Ax;lz=z/Az
(2)离散序列的褶积
trace(It)=S?
tao=-corflct(Itao)xwave(It—Itao)
四、实验内容
1、垂直入射地震记录数值模拟的褶积模型;
2、非垂直入射地震记录数值模拟的褶积模型;
3、点绕射的地震记录数值模拟的褶积模型;
五、方法路线
根据褶枳模型的实验原理编写C++程序,完成对于垂直入射波的褶积。
改变子波的长度与主频的人小,关注其对于实验结果的影响。
通过增加一个地层来模拟地下两层界面的反射情况,通过改变界面的高度来说明其对于实验结果的影响,同时改变子波长度与主频。
非垂直入射改变时间t来改变褶积结果显示地面情况。
点绕射模型通过时间的改变,任意位置检波器的自激自搜时间来改变褶积结果,同时改变子波长度
v=4500
v=5750
与主频来分析影响。
六、实验结果:
1.垂直入射:
单层界面
1>h=1000.fm=10,Nw=80
v=2000
2>h=1000,v=4000,fm=10
Nw=80
Nw=120
Nw=140
U3
Nw=160
UL
51IIIS
3>h=1000tv=4000»Nw=80
4>h=1000,v=4000,Nw=160
fm=5
fm=5
■:
r
fm=10
ID
0•Hil
-r
LD
112
fm=10
sixse
fm=15
It
iM
1»
IJJ
h=1400
:
5(XI
QK・iTTnirninnnnnrmiTHTirnn门rniNiiiTHTHiirnnTirrirnininniirnHTFT・T】rnnrriiFiniriV
5>v=4000tfm=10,Nw=80
h=800
h=1200
h=1600
双层界面
1>H12=20
h=1000»v=4000,Nw=80
fm=5
lllililllilQ
hili
KI
fm=10
ar«K
山
fm=20
fm=20
fm=46
fm=46
h=1000»v=4000»Nw=160
fm=15
fm=46
2>H12=40
h=1000.v=4000»Nw=80
h=1000»v=4000,Nw=160
fm=5
3>H12=60
h=1000»v=4000,Nw=80
fm=5
fm=5
fm=15
h=1000»v=4000»Nw=160
fm=5
l%
叩iiTiTiii】iiiinnnnniiirninmiiFirnnnniiiHiiiiiiiiHiii】’
JUA
■Tiiif
1
fm=5
fm=10
IS*M
fm=10
fm=15
fm=15
fm=20
u>4tn
H12=80
h=1000»v=4000»Nw=80
fm=5
fm=46
2•非垂直入射
1>h=1000ffm=10,Nw=80
gm
2>h=1000,v二4000,fm=10
Nw=80
Nw=100
v=7000
Nw=140
Nw=160
III
fm=5
h=1000»v=4000,Nw=160
fm=5
WIII
fm=15
fm=10
&MIII
fm=15
fm=20
i么
fm=20
fm=55
v=4000>fm=10tNw=80
h=800
h=1000
lWIII
3•点绕射卷积模型图件
相关程序:
#include
#include
#include
intCnltn(float,float);
intRflct(float,float,float);intWave(float,float);
#defineNx128
#defineNt256
#defineNw32
h=1400
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