倾斜椭球各向异性介质弹性波传播特征

弹性波的传播特征包括速度和偏振等,它们是研究地震波传播规律的重要参数,在理论研究和实际应用中具有重要作用。椭球各向异性介质是横向各向同性介质的一种特例。从观测坐标系下倾斜椭球各向异性(TEA)介质刚度矩阵出发,根据Christoffel方程推导了倾斜椭球各向异性介质弹性波速度和偏振方向的表达式。理论分析和数值示例表明:①在TEA介质中,qP波和SH波相速度呈各向异性特征,相速度等值面不是椭球面,而两者的群速度等值面均为对称轴倾斜的椭球面;qSV波相速度和群速度完全相同,并且呈各向同性特征。②qP波、qSV波和SH波的偏振方向两两垂直,qP波和qSV波的偏振方向与各向异性参数有关;SH波偏振方向与各向异性参数无关,并且垂直于传播方向和对称轴方向确定的平面。

椭球各向异性介质弹性波完全解耦波动方程

波动方程解耦是指从弹性波方程中解耦出描述各种波型独立传播的波动方程,在地震波数值模拟、地震偏移成像和多分量地震学理论研究中具有非常重要的作用。在大多数各向异性介质中,纵波、横波是耦合在一起传播,通常不具备精确解耦性质,但椭球各向异性(EA)介质却是一个例外。首先从均匀EA介质弹性波精确频散关系方程出发,利用因式分解方法将其分解为三个解耦的频散方程;然后利用傅里叶反变换得到了均匀EA介质完全精确解耦的qP波、qSV波和SH波的波动方程。理论公式和数值模拟均表明:在均匀EA介质中,qP波、qSV波和SH波可以完全精确解耦,三种波可通过解耦的波动方程独立传播;qP波和SH波的波前面为椭球状,qSV波的波前面为球状且与各向异性参数无关;三个完全解耦的波动方程不仅适用于弱各向异性EA介质,也同样适合强各向异性EA介质。

各向异性介质椭球内电场的研究

基于电磁场的多尺度变换理论,重整各向异性介质椭球电磁参数和形体参数,得出了各向异性介质椭球内电场的解析表达式,对所得结果进行了检验。计算了椭球内电场方向与外电场方向的夹角,结果表明,外电场的方向对椭球内电场的影响不大,介电常数张量对椭球内电场的方向和大小有较大的影响。所得结果在目标Rayleigh散射研究领域有一定的应用前景。

带电椭球在各向异性介质中的静电势

从静电场的基本规律出发，采用等效方法导出带电椭球在各向异性介质中的静电势表达式．

各向异性介质椭球的瑞利散射特性

基于电磁场的多尺度变换理论,重整各向异性介质椭球电磁参数和形体参数,研究了各向异性介质椭球的电场分布,对所得结果进行了检验,得到了各向异性椭球目标的散射截面。结果表明:入射电场的方向,介电常数张量对各向异性椭球散射有较大的影响,形状参数影响不大,所得结果对复杂的各向异性目标散射研究有一定的指导意义。

基于多尺度理论的电各向异性介质椭球内电场

基于电磁场的多尺度变换理论,将一个各向异性介质椭球重构为一个各向同性介质椭球,进一步得到了新椭球的形体参数。利用各向同性椭球电磁场与各向异性椭球电磁场的多尺度关系,得出了各向异性介质椭球内电场的解析表达式,对所得结果进行了验证。计算了椭球内电场方向与外电场方向的夹角,仿真结果表明:外电场的方向对椭球内电场的影响不大,介电常数张量对椭球内电场的方向和大小有较大的影响。

倾斜界面各向异性介质方位AVO响应特征分析及应用

为认识和研究倾斜界面各向异性介质方位AVO(振幅随偏移距的变化)的响应特性,在Rüger描述HTI(水平横向各向同性)介质纵波反射系数(Rpp)近似表达式的基础上,结合倾斜界面入射角与其对应水平界面入射角、方位角、倾角相互关系给出了倾斜界面HTI介质纵波反射系数的表达公式。同时对上覆均匀各向同性介质、下伏HTI介质进行模型正演模拟,并与推导公式计算结果进行对比,验证了该公式的正确性,并用该方法对渤海某油田进行了AVO分析,取得了较为理想的效果。

标准椭球面坐标系的建立及在各向异性电磁介质中的应用

应用张量分析的矩阵方法建立椭球面坐标系。各向异性电磁介质的边值关系是张量方程,由张量方程的协变性,应用张量分析的矩阵方法推导出边值关系在标准椭球面坐标系下的具体形式,有助于加深对各向异性电磁介质属性的理解,也可作为研究各向异性电磁介质属性基础理论的补充。

忽略TTI介质对称轴倾角的可行性

假设横向各向同性(TI)介质的对称轴是垂直的(VTI)或者水平的(HTI)能给实际资料处理带来便利,然而实际TI介质的对称轴往往是倾斜的(TTI),忽略对称轴倾角可能给各向异性参数提取和成像带来偏差,因此需要研究是否能、以及什么条件下能忽略TTI介质对称轴倾角.本文通过理论研究和数值分析研究了与TTI介质弹性性质最接近的VTI介质(OAVTI)的弹性常数和各向异性参数与原TTI介质的弹性常数和各向异性参数之间的联系与差别.结果表明:OAVTI介质各向异性参数与原TTI介质各向异性参数之间的差别可统一表示成F(α0/β0,ε,δ,γ)ξ2的形式,其中F(α0/β0,ε,δ,γ)是无量纲各向异性参数(ε,δ,γ)的线性函数,ξ是对称轴倾角;ξ的大小对各参数的误差起主导作用,一般不建议忽略20°～25°以上的对称轴倾角;当ξ较小时,即使是对强各向异性的TTI介质作VTI近似,引起的P波各向异性参数误差也很小,因此在纵波资料处理中忽略TTI介质对称轴倾角通常是可行的;即使在小ξ条件下,倾斜对称轴对SV波也有显著影响,因此在转换波资料处理中,不建议忽略TTI介质的对称轴倾角.本文的研究为分析忽略TTI介质对称轴倾角的可行性提供了理论依据和简便的判据.

应用电各向异性介质电多极展开计算电势

应用张量分析的矩阵方法得到电各向介质中多极展开式在主轴坐标系下的具体形式。应用该具体形式结合广义坐标变换法计算均匀带电圆盘、椭圆盘、椭圆环、圆环和旋转椭球在电各向异性介质中远场的电势,所得的结果在ε_(11)=ε(22)=ε_(33)=ε的情况下,可过渡到在电各向同性介质中远场的电势。

三维椭球隐身条件的严格推导及其隐身特性验证

基于坐标变换理论,提出并推导了任意轴比下三维椭球的隐身条件,得到了相应隐身罩材料本构参数张量的通解表达式.根据导出的本构参数张量,利用电磁仿真软件分别对不同轴比的三个典型算例进行仿真验证.仿真结果证实了所导出的本构参数张量的正确性.这些分析结果为隐身物理机理的进一步理解,以及三维隐身罩的设计奠定了更充分的理论基础.