裂缝数值的模拟方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提出的裂缝数值的模拟方法、装置、电子设备及存储介质，所述方法包括：获取地震波信号、所述地震波信号的震源坐标、所述地震波信号的传播速度、采样时刻、时间步长、地质介质密度、裂缝的弹性参数、网格模型的大小、所述网格模型中每个网格的长度和宽度；获取速度‑应力表达式，其中，所述速度‑应力表达式包括：

Simulation Method, Device, Electronic Equipment and Storage Medium of Crack Number

The simulation method, device, electronic equipment and storage medium for crack numerical value proposed in the embodiment of the present invention include acquiring seismic wave signal, source coordinates of the seismic wave signal, propagation speed of the seismic wave signal, sampling time, time step, density of geological medium, elastic parameters of cracks, size of mesh model, and each network in the mesh model. The length and width of the lattice; the expression of velocity stress is obtained, in which the expression of velocity stress includes:

【技术实现步骤摘要】
裂缝数值的模拟方法、装置、电子设备及存储介质
本专利技术涉及地震波领域，具体而言，涉及一种裂缝数值的模拟方法、装置、电子设备及存储介质。
技术介绍
正演模拟通常使用地震波的响应来模拟地球内部的岩石属性，数值模拟可以用于产生波传播的可视化，其中，有限差分法广泛应用于地震正演模拟，以数值模拟介质中的弹性波传播，从而直观的展示地下构造的真实形态，然而现有技术存在裂缝数值模拟精度不高的问题。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供一种裂缝数值的模拟方法、装置、电子设备及存储介质来对裂缝数值模拟，提高数值模拟精度。第一方面，本专利技术实施例提供一种裂缝数值的模拟方法，所述方法包括：获取地震波信号、所述地震波信号的震源坐标、所述地震波信号的传播速度、采样时刻、时间步长、地质介质密度、裂缝的弹性参数、网格模型的大小、所述网格模型中每个网格的长度和宽度；获取速度-应力表达式，其中，所述速度-应力表达式包括：以及基于所述速度-应力表达式、所述地震波信号、所述震源坐标、所述传播速度、所述采样时刻、所述时间步长、所述介质密度、所述弹性参数、所述网格模型大小、所述网格模型中每个网格的长度和宽度，获取用于模拟地震裂缝的速度值和应力值。通过该方式对裂缝数值进行模拟，提高数值模拟精度。基于第一方面，在一种可能的设计中，获取速度-应力表达式，包括：获取旋转交错网格的速度-应力的限差分表达式，其中，所述有限差分表达式为：将所述有限差分表达式进行离散处理，获取第一离散表达式，其中，所述第一离散表达式包括：以及获取用于表征裂缝处的边界条件的第一表达式，其中，所述第一表达式为：和基于虚拟网格和所述第一表达式，获取用于表征虚网格点处速度的虚拟网格表达式，其中，所述虚拟网格表达式包括：以及基于所述第一离散表达式和所述虚拟网格表达式，获取所述速度-应力表达式。基于虚拟网格来表示所述速度-应力的有限差分表达式，以实现对裂缝数值的模拟，提高数值模拟精度。基于第一方面，在一种可能的设计中，获取速度-应力的限差分表达式，包括：获取用于表征应力和地震波信号的传播速度之间的关系的第一有限差分表达式，其中，所述第一有限差分表达式为：基于旋转交错网格对所述第一有限差分表达式中的差分方向进行线性组合，获取新的差分方向，其中，所述新的差分方向为：基于所述新的差分方向，对所述第一有限差分表达式进行处理，获取所述速度-应力的有限差分表达式。基于旋转交错网格改变差分方向，方便设置裂缝和提高数值模拟精度。基于第一方面，在一种可能的设计中，获取用于表征所述应力和所述地震波信号的传播速度之间的关系的第一有限差分表达式，包括：基于虎克定律，获取所述应力和应变之间第一线性关系表达式；基于牛顿第二定律，获取所述应力和介质位移之间的第二关系表达式；基于柯西方程，获取表征所述应变与所述介质位移之间的第三关系表达式；基于所述第一关系表达式、所述第二关系表达式和所述第三关系表达式，获取用于表征所述应力和所述地震波信号的传播速度之间的关系的第一有限差分表达式。通过该方式，方便进行裂缝数值模拟。基于第一方面，在一种可能的设计中，基于虚拟网格和所述第一表达式，获取用于表征每个虚网格点处速度的虚拟网格表达式，包括：对所述第一表达式求关于时间t的偏导，获取第二表达式；基于所述虚拟网格、所述第二表达式和所述第一有限差分表达式，获取用于表征每个虚网格点处速度的虚拟网格表达式。基于线性滑动理论可知，在裂缝处位移是不连续的，即位移关于时间的偏导数速度也不连续，因此，利用虚网格表示所述第一有限差分表达式，以解决上述问题。第二方面，本专利技术实施例提供一种裂缝数值的模拟装置，所述装置包括：第一获取单元，用于获取地震波信号、所述地震波信号的震源坐标、所述地震波信号的传播速度、采样时刻、时间步长、地质介质密度、裂缝的弹性参数、网格模型的大小、所述网格模型中每个网格的长度和宽度；第二获取单元，用于获取速度-应力表达式，其中，所述速度-应力表达式包括：以及裂缝数值模拟单元，用于基于所述速度-应力表达式、所述地震波信号、所述震源坐标、所述传播速度、所述采样时刻、所述时间步长、所述介质密度、所述弹性参数、所述网格模型大小、所述网格模型中每个网格的长度和宽度，获取用于模拟地震裂缝的速度值和应力值。第三方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，该电子设备包括处理器以及与所述处理器连接的存储器，所述存储器内存储计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述电子设备执行第一方面所述的方法。第四方面，本专利技术实施例提供一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机上运行时，使得所述计算机执行第一方面所述的方法。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术实施例了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例提供的电子设备的结构示意图；图2为本专利技术第一实施例提供的裂缝数值的模拟方法的流程示意图；图3为本专利技术第一实施例提供的每个网格的示意图；图4为本专利技术第一实施例提供的虚网格和实网格重叠的示意图；图5为本专利技术第二实施例提供的裂缝数值的模拟装置的结构示意图。图标：100-电子设备；110-存储器；120-存储控制器；130-处理器；140-外设接口；150-输入输出单元；170-显示单元；410-第一获取单元；420-第二获取单元；430-裂缝数值模拟单元。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本专利技术实施例提供一种电子设备100的结构示意图，所述电子设备100可以是个人电脑(personalcomputer，PC)、平板电脑、智能手机、个人数字助理(personaldigitalassistant，PDA)等。如图1所示，所述电子设备100可以包括：裂缝数值的模拟装置、存储器110、存储控制器120、处理器130、外设接口140、输入输出单元150、显示单元170。所述存储器110、存储控制器120、处理器130、外设接口140、输入输出单元150以及显示单元170各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述裂缝数值的模拟装置包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器110中或固化在客户端设备的操作系统(operatingsystem，OS)中的软件功能模块。所述处理器130用于执行存储器110中存储的可执行模块，例如所述序。其中，存储器110可以是，但不限于，随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)，只读存储器(ReadOnlyMemory，ROM)，可编程只读存储器(Pr本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种裂缝数值的模拟方法，其特征在于，所述方法包括：获取地震波信号、所述地震波信号的震源坐标、所述地震波信号的传播速度、采样时刻、时间步长、地质介质密度、裂缝的弹性参数、网格模型的大小、所述网格模型中每个网格的长度和宽度；获取速度‑应力表达式表达式，其中，所述速度‑应力表达式包括：

【技术特征摘要】
1.一种裂缝数值的模拟方法，其特征在于，所述方法包括：获取地震波信号、所述地震波信号的震源坐标、所述地震波信号的传播速度、采样时刻、时间步长、地质介质密度、裂缝的弹性参数、网格模型的大小、所述网格模型中每个网格的长度和宽度；获取速度-应力表达式表达式，其中，所述速度-应力表达式包括：以及其中，t代表采样时刻，(m，n)表示网格点的坐标位置，Δt表示时间步长，Δx为网格的长度，Δz为网格的宽度，λ、μ表示拉梅系数，ρ表示地质介质密度，ST、SN表示裂缝的弹性参数，表示采样时刻为t、网格点的坐标位置为(m+1/2,n+1/2)的沿x方向的应力，表示采样时刻为t+1、网格点的坐标位置为(m+1/2,n+1/2)的沿xz方向的应力，表示采样时刻为t、网格点的坐标位置为(m+1,n+1)的沿x方向的速度，表示采样时刻为t、网格点的坐标位置为(m+1,n)的沿z方向的速度；基于所述速度-应力表达式、所述地震波信号、所述震源坐标、所述传播速度、所述采样时刻、所述时间步长、所述介质密度、所述弹性参数、所述网格模型的大小、所述网格模型中每个网格的长度和宽度，获取用于模拟地震裂缝的速度值和应力值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取速度-应力表达式，包括：获取旋转交错网格的速度-应力的有限差分表达式，其中，所述有限差分表达式为：其中，将所述有限差分表达式进行离散处理，获取第一离散表达式，其中，所述第一离散表达式包括：以及获取用于表征裂缝处的边界条件的第一表达式，其中，所述第一表达式为：和基于虚拟网格和所述第一表达式，获取用于表征虚网格点处速度的虚拟网格表达式，其中，所述虚拟网格表达式包括：以及其中，为利用虚拟网格表示的网格点坐标位置为(m,n)的沿x方向的速度，为利用虚拟网格表示的网格点坐标位置为(m,n+1)的沿z方向的速度；基于所述第一离散表达式和所述虚拟网格表达式，获取所述速度-应力表达式。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取速度-应力的限差分表达式，包括：获取表征应力和地震波信号的传播速度之间的关系的第一有限差分表达式，其中，所述第一有限差分表达式为：基于旋转交错网格对所述第一有限差分表达式中的差分方向进行线性组合，获取新的差分方向，其中，所述新的差分方向为：基于所述新的差分方向，对所述第一有限差分表达式进行处理，获取所述速度-应力的有限差分表达式。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，获取表征应力和地震波信号的传播速度之间的关系的第一有限差分表达式，包括：基于虎克定律，获取所述应力和应变之间第一线性关系表达式；基于牛顿第二定律，获取所述应力和所述地质介质位移之间的第二关系表达式；基于柯西方程，获取表征所述应变与所述地质介质位移之间的第三关系表达式；基于所述第一关系表达式、所述第二关系表达式和所述第三关系表达式，获取用于表征所述应力和所述地震波信号的传播速度之间的关系的第一有限差分表达式。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于虚拟网格和所述第一表达式，获取用于表征虚网格点处速度的虚拟网格表达式，包括：对所述第一表达式求关于时间t的偏导，获取第二表达式；基于所述虚拟网格、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王康，彭苏萍，卢勇旭，崔晓芹，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11