弾性波探査における散乱現象に関する基礎研究

弹性波勘探中散射现象的基础研究

基本信息

批准号：
10750669
负责人：
松島潤
金额：
$ 1.09万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10750669/
关键词：
散乱現象弾性波探査不均質性

项目摘要

弾性波散乱現象を補足的に理解するために、弾性波伝播数値シミュレータを開発した。なお数値シミュレーションにおいて、弾性波の発生・散乱をシミュレートするための数値演算ライブラリについては自作し、以下の2つの事柄について知見を得た。(1) 媒体の不均質性を評価する手法として、時系列変動を時間-周波数解析するのに有効なウェーブレット変換を利用する手法を提案した。不均質性媒体を弾性波が伝播する際に、不均質性のサイズと弾性波の波長が同程度のとき、弾性波は最も散乱される。この性質に着目して観測記録の時間-周波数解析を行うと特徴的な現象が観察されることを数値実験ならびに室内実験により示した。波動が不均質媒体を透過するとき、特定の周波数帯域が散乱され直接波の後に現れてくる。あるいは波動が凹凸を有する反射面に入射したとき、特定の周波数帯域が散乱され直接波の後に現れてくる。実際に不均質性に富んだ地熱地域で取得されたデータに適用した結果、このような特徴的な現象を確認できた。このようなウェーブレット変換による時間-周波数解析は不均質性自体が探査対象である場合にも適用可能である。(2) ランダムな速度不均質性が弾性波探査(反射法地震探査)に及ぼす影響の要因として、反射波の散乱減衰の効果、反射波走時のばらつきの効果、直接波起因の散乱波が反射波を覆い隠してしまう効果を数値実験により定量的に評価した。その結果、直接波起因の散乱波の覆い効果が支配的であることが明らかとなった。また反射波走時のばらつきの影響は最も低いこともわかった。

为了提供对弹性波散射现象的补充理解，我们开发了用于传播弹性波的数值模拟器。在数值模拟中，我创建了自己的数值计算库来模拟弹性波的产生和散射，并在以下两个问题上获得了知识。（1）我们提出了一种评估介质的异质性的方法，该方法使用小波变换，这对于时间序列变化的时间频率分析有效。当弹性波通过异质介质传播时，当弹性波的不均匀性大小和波长大致相同时，弹性波是最分散的。数值实验和室内实验表明，当对观察记录进行时间频分析时，可以观察到特征现象。当波穿过异质介质时，特定的频带会散射，并直接出现在波浪之后。或者，当波动入射在反射表面上的不均匀度时，特定的频带将被散布并在波浪之后直接出现。将这种特征现象应用于高度异质性的地热区域中获得的数据。当不均匀性本身是搜索的目标时，使用小波变换的这种时频分析也适用。（2）我们使用数值实验进行了定量评估随机速度异质性对弹性波勘探（反射方法搜索）的影响，例如反射波的散射衰减的影响，反射波运行过程中变异的效果以及由直接波浪引起的散射波的效应，导致散射的波浪，由掩盖了反射波的直接波。结果，揭示了由直接波引起的散射波的覆盖效果是主要的。还发现，在反射波运行过程中变异的影响最低。