数值模拟实验报告Word文档格式.docx
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1）垂直入射：
图一垂直入射图二非垂直入射
2、褶积方法
（1）离散化（数值化）
计算机数值模拟要求首先必须
针对连续信号离散化处理。
反射系数在空间模型中存在，不同深度反射系数不同，是深度的函数。
子波是在时间记录上一延续定时间的信号，是时间的概念。
在离散化时，通过深度采样完成反射系数的离散化，通过时间采样完成子波的离散化。
如呆记录是Trace（t）,则记录是时间的函数，以时间采样离散化。
时间采样间距以M表示，深度采样间距以"
表示。
在做多道的数值模拟时，还有横向X的概念，横向采样间隔以Ax表示。
离散化的实现：
t=ltxAt；
x=lxxAx；
z=lzxAz或：
lt=t/At;
lx=x/Ax;
lz=z/Az
（2）离散序列的褶积
trace（It）=S?
tao=-corflct（Itao）xwave（It—Itao）
四、实验内容
1、垂直入射地震记录数值模拟的褶积模型；
2、非垂直入射地震记录数值模拟的褶积模型；
3、点绕射的地震记录数值模拟的褶积模型；
五、方法路线
根据褶枳模型的实验原理编写C++程序，完成对于垂直入射波的褶积。
改变子波的长度与主频的人小，关注其对于实验结果的影响。
通过增加一个地层来模拟地下两层界面的反射情况，通过改变界面的高度来说明其对于实验结果的影响，同时改变子波长度与主频。
非垂直入射改变时间t来改变褶积结果显示地面情况。
点绕射模型通过时间的改变，任意位置检波器的自激自搜时间来改变褶积结果，同时改变子波长度
v=4500
v=5750
与主频来分析影响。
六、实验结果：
1.垂直入射：
单层界面
1>
h=1000.fm=10,Nw=80
v=2000
2>
h=1000,v=4000,fm=10
Nw=80
Nw=120
Nw=140
U3
Nw=160
UL
51IIIS
3>
h=1000tv=4000»
Nw=80
4>
h=1000,v=4000,Nw=160
fm=5
■:
r
fm=10
ID
0•Hil
-r
LD
112
sixse
fm=15
It
iM
1»
IJJ
h=1400
：
5（XI
QK・iTTnirninnnnnrmiTHTirnn门rniNiiiTHTHiirnnTirrirnininniirnHTFT・T】rnnrriiFiniriV
5>
v=4000tfm=10,Nw=80
h=800
h=1200
h=1600
双层界面
H12=20
h=1000»
v=4000,Nw=80
lllililllilQ
hili
KI
ar«
K
山
fm=20
fm=46
v=4000»
Nw=160
H12=40
h=1000.v=4000»
v=4000,Nw=160
H12=60
l%
叩iiTiTiii】iiiinnnnniiirninmiiFirnnnniiiHiiiiiiiiHiii】’
JUA
■Tiiif
1
IS*M
u>
4tn
H12=80
2•非垂直入射
h=1000ffm=10,Nw=80
gm
h=1000,v二4000,fm=10
Nw=100
v=7000
III
WIII
&
MIII
i么
fm=55
v=4000>
fm=10tNw=80
h=1000
lWIII
3•点绕射卷积模型图件
相关程序：
#include<
math.h>
#include<
stdio.h>
string・h>
intCnltn（float,float）;
intRflct（float,float,float）;
intWave（float,float）;
#defineNx128
#defineNt256
#defineNw32
•<
A■■■
wu<
voidmain（）
{
float
dt=0.004/dx=20.0/fm=25.0,h=1000.0/v=3000.0;
int讦lag_Co,iflag_ReJflag_Wv;
if（iflag_Wv=Wave（fm/dt）!
=l）printf（,,Waveiserror"
）；
if（iflag_Re=Rflct（dt,h/v）!
=l）printf（,,Reflectioniserror
if（iflag_Co=Cnltn（dt,dx）!
=l）printf（,,Convosioniserror
"
）;
}
//WaveFormaingfunction
intWave（floatfmjloatdt）
FILE*fpw;
intIt;
floatWa[Nw],t；
doublepai=3.1415926;
if（（fpw=fopen（,,wave.dat,,/,,wb"
））==NULL）printf（,,Connotopenfile,,,,wave,,,,H）；
for（11=0;
lt<
Nw;
lt++）
t=（float）（lt+l）*dt;
Wa[lt]=（float）（l.-2*pai*pai*fm*fm*t*t）*（float）exp（-2*pai*pai*fm*fm*t）;
//雷克子波的计算?
fwrite（&
Wa[lt],sizeof（Wa[lt]）丄fpw）;
}fclose（fpw）;
return（l）;
//ReflectFormaingfunctionintRflct（floatdtjloath,floatv）{
FILE*fpr;
intltJx,Ltdpth;
floatt;
floatRe[Nt];
if（（fpr=fopen（,,Reflect.dat,,,,,wb,,））==NULL）printf（,,Connotopenfile"
Reflect"
for（lx=0;
lx<
Nx;
lx++）
for（lt=0;
lt<
Nt;
lt++）
Re[lt]=0.;
for（lx=l;
2;
for（lt=O;
{fread（&
Wal[lt],sizeof（Wal[lt]）lfpw）;
Wa[Nw-l-lt]=Wal[lt];
}//子波数据反褶?
fclose（fpw）;
Rel[lt]/sizeof（&
Rel[lt]）/l,fpr）;
}for（lt=0;
Nt+2*Nw;
t=（float）2.*h/v;
Ltdpth=（int）（t/dt）;
Re[Ltdpth]=l.;
{fwrite（&
Re[lt],sizeof（Re[lt]）/l,fpr）;
fclose（fpr）;
return（l）;
//Convolutionfunction
intCnltn（floatdtjloatdx）
FILE*fpc/*fpw/*fpr;
intItjxjtao;
Wal[Nw]M/a[Nw],Re[Nt+Nw+Nw],Rel[Nt];
floatCon[Nt+Nw];
if（（fpc=fopen（"
Convosion.dat,,/,,wb,,））==NULL）printf（"
ConnotopenfileZConvosionif（（fpw=fopen（,,wave.dat,,/,,rb,,））==NULL）printf（,,Connotopenfile,,"
wave"
if（（fpr=fopen（,,Reflect.dat,\"
rb,,））==NULL）printf（,,Connotopenfile^Reflect）;
Re[lt]=Rel[lt+Nw];
〃反射系数数据移
动:
”0到Nt”移为”Nw到Nw+Nt"
Nt+Nw;
Con[lt]=0;
for（ltao=0;
ltao<
Nw;
ltao++）
Con[lt]=Con[lt]+Wa[ltao]*Re[-ltao+lt];
//褶积运算
{fclose（fpw）;
fwrite（&
Con[lt]zsizeof（Con[lt]）,l,fpc）;
fclose（fpc）;
}return（l）;
对比分析：
1.垂直入射的结果是一条直线，反映了地下为水平界面；
非垂直入射的结果是半条的双曲线，其反映了地下的非水平界面。
2.子波的频率越高其反射结果面积越大，子波长度越大其时间越短。
3.在两层反射界面垂直距离的情况下，其界面间距越人则反射信号越容易识别，子波长度越长，主频越大垂直距离越大则识别极限越小。
4.褶积结果与图4上半部分基本吻合，因为任意检波器的自激自收情况与计算的褶枳过程相同，则计算出的褶积结果与图吻合。
七、讨论建议
1、实验收获
学到了怎么利用褶枳计算各种波的反射结果，学到了一个程序应该怎样建立。
2、存在问题
编写程序的过程中出现的调试过程有难度。
3、其它问题
对于程序的取值，是否出界。
4、心得体会
要踏实的学习怎么编写一个好的程序，从编写程序的过程中建立好的编写习惯，对于个中反射波的褶积情况能够熟练的应用。
数值模拟实验一
《地震记录数值模拟的褶积模型》实验报告
学院：
地球物理学院
班级：
勘查技术与工程
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