在地震學(xué)研究中,非均勻介質(zhì)中的地震波高精度模擬是不可或缺的。然而,這類模擬也是地震學(xué)研究領(lǐng)域內(nèi)的難題之一。就發(fā)展地震反演及高分辨地震波成像方法而言,必須盡可能完美地解決地震波模擬問題。此外,對于地震波長時(shí)程計(jì)算(如地球自由震蕩模擬及地震噪聲傳播模擬等),其模擬方法的長時(shí)程性能亟待大幅提高。
地質(zhì)與地球物理研究所地球深部結(jié)構(gòu)與過程研究室李小凡研究員等對此開展了相關(guān)研究,推出了一個(gè)適用于高效、高精度模擬地震波場的、基于多辛格式離散奇異褶積微分算子的新方法(MDSCD)。經(jīng)優(yōu)化截?cái)?,該方法提供了一個(gè)局部化短算子,使其在處理復(fù)雜非均勻介質(zhì)中的波場問題時(shí)可保留波場的精細(xì)結(jié)構(gòu),避免介質(zhì)中出現(xiàn)參數(shù)間斷時(shí)的非因果影響。該方法具有保結(jié)構(gòu)特性,適用于高精度、長時(shí)程數(shù)值模擬。本研究中的數(shù)值實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法可壓制數(shù)值頻散并適用于長時(shí)程波場模擬研究。
該研究成果近期發(fā)表在美國地震學(xué)會通報(bào)上(Li et al. Scalar Seismic-Wave Equation Modeling by a Multisymplectic Discrete Singular Convolution Differentiator Method. Bulletin of the Seismological Society of America, 2011, 101(4): 1710–1718)