一种用于强对比各向异性介质中精确初至走时计算的混合程函方程求解器
计算物理
2020-08-19 v1 地球物理
摘要
初至走时计算对于走时层析成像、Kirchhoff偏移等诸多应用至关重要。传统程函方程求解器存在两个主要问题：源奇异性问题以及在复杂介质中数值精度不足。一些现有的程函方程求解器在介质属性强对比的介质中还表现出稳定性问题。我们针对具有倾斜对称轴的二维和三维横向各向同性介质（TTI，或倾斜横向各向同性介质）开发了一种稳定且精确的混合程函方程求解器。我们的新求解器结合了走时场分解技术、三阶Lax-Friedrichs更新格式以及一种计算基准走时场的新方法。该求解器具有以下三个优点。首先，无需在近源区赋予精确走时值，即使对于强各向异性的TTI介质，计算得到的源位置附近走时场也是准确的。其次，计算得到的走时场在空间上具有高阶精度。第三，该求解器对于具有强各向异性、复杂结构和介质属性强对比的二维和三维TTI介质在数值上是稳定的。我们使用多个二维和三维TTI介质算例验证了混合程函方程求解器的稳定性和精度。结果表明，我们的求解器在二维和三维复杂TTI介质中稳定且精确，生成的初至走时场与全波场解一致。
引用
@article{arxiv.2008.07684,
title = {A hybrid eikonal solver for accurate first-arrival traveltime computation in anisotropic media with strong contrasts},
author = {Kai Gao and Lianjie Huang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.07684},
year = {2020}
}