مدل‌سازی انتشار امواج در محیط اکوستیکی دوبُعدی به روش تفاضل متناهی در حیطه فرکانس

Abstract

مدل‌سازی انتشار امواج با استفاده از روش تقاضل متناهی در حیطه فرکانس FDFD (frequency domain finite-difference) در مدل‌سازی‌‌های لرزه‌‌ای چند‌چشمه‌ای (multi-source) و به‌‌ویژه در توموگرافی شکل موج (waveform tomography) کاربرد گسترده‌ای دارد. در این مقاله، مدل‌سازی انتشار امواج در محیط آکوستیکی دوبعدی ناهمگن مورد بررسی قرار می‌گیرد. برای این منظور از تقریب مرتبه دوم معادله موج آکوستیک در حیطه فرکانس استفاده می‌شود و نتایج برای سه مدل سرعتی دوبعدی متفاوت مورد بررسی قرار می‌گیرد. به‌منظور جذب امواج بازتاب شده از کران‌های مدل، از روش لایه کاملاً جورشده PML (perfectly matched layer) استفاده شده است که می‌تواند به صورت مطلوبی بازتاب ناشی از کران‌های مدل را تضعیف کند. فرمول‌‌بندی معادله موج در حیطه فرکانس، مدل‌سازی همزمان انتشار امواج را برای چندین ‌چشمه‌ای میسر می‌‌سازد. همچنین با توجه به روابط تجربی موجود در مورد سازوکار جذب می‌توان با استفاده از مقادیر سرعت مختلط، جذب انرژی را نیز لحاظ کرد. همچنین به دلیل ساختار ویژه الگوریتم FDFD و استقلال مولفه‌‌های فرکانسی از همدیگر می‌توان از امکانات پردازش موازی سود جست.