Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

09.04 Сейсмическое зондирование геологических структур

 

Смагличенко Т.А., Смагличенко А.В., Саянкина М.К. «Вычисления по Тейлору: одномерная сейсмическая модель ледникового района выброса метана» Информационные технологии и вычислительные системы, № 3, с. 62-69 (2023)

Для идентификации зон повышенного экологического риска в связи с выбросом метана в арктических районах построена модель изменения скорости сейсмической волны с глубиной. Разработанный ранее авторами метод минимальной одномерной линейной градиентной модели впервые используется для нахождения параметров сейсмической модели в системе «вулкан-ледник» на юге Исландии. Оригинальность метода заключается в том, что линеаризация функции по Тейлору осуществляется не по отношению к переменным, от которых зависит функция, а по отношению к параметрам, описывающим другую функцию, определяющую поведение исходной функции. В работе представлено расширенное описание приближенных расчетов, реализующих метод в случае рефрагированных волн. Найденная оценка модели может быть использована при планировании добычи нефти и газа в Арктике. Уточнение модели возможно на основе обработки данных для разных временных интервалов.

Информационные технологии и вычислительные системы, № 3, с. 62-69 (2023) | Рубрики: 09.03 09.04

 

Митьковец И.А. «Применение сеточно-характеристического метода для моделирования распространения упругих волн в геологических средах с наличием трещин с использованием наложенных сеток» Труды Московского физико-технического института (государственного университета) (МФТИ), 15, № 2, с. 23-38 (2023)

Исследование зон геологических разломов важно для определения запасов нефти и газа в месторождениях. Для моделирования рассеяния волн в зонах трещиноватости используют численные методы на структурированных вычислительных сетках для оптимизации вычислительных ресурсов. Однако эти методы позволяют рассчитать рассеяние волн на трещинах только в направлении координатных осей. Чтобы моделировать более реалистичные трещиноватые поля, используют численные методы на неструктурированных вычислительных сетках или структурированных криволинейных вычислительных сетках, требующих больших вычислительных мощностей и важных при решении обратных задач. В данной работе предлагается численный метод с использованием наложенных сеток, где расчеты проводятся на структурированных регулярных вычислительных сетках с наложенными сетками, повернутыми вдоль трещин. Основным фактором является аналитическое задание якобиана вращения объектов, описывающих трещину, и малый локальный размер наложенных вычислительных сеток для экономии вычислительных ресурсов. Ключевые слова: наложенные сетки, сеточно-характеристический метод, упругие волны, распространение волн, сейсморазведка, трещины, геологические разломы, рассеяние волн

Труды Московского физико-технического института (государственного университета) (МФТИ), 15, № 2, с. 23-38 (2023) | Рубрика: 09.04

 

Шевченко А.В., Голубев В.И. «Граничные и контактные условия повышенного порядка аппроксимации для сеточно-характеристических схем в задачах акустики» Журнал вычислительной математики и математической физики, 63, № 10, с. 1600-1613 (2023)

При описании процесса распространения сейсмических волн в геологических средах используются линейные гиперболические системы уравнений. Они соответствуют акустической, изотропной и анизотропной линейно-упругой, пористой флюидонасыщенной моделям. Для их численного решения успешно применяются сеточно-характеристические схемы, учитывающие распространение разрывов решения вдоль характеристик. Важным свойством используемых на практике схем является повышенный порядок аппроксимации, позволяющий четко разрешать волновые фронты отдельных сигналов. При этом значительное внимание исследователей было уделено его достижению во внутренних точках расчетной области. В настоящей работе исследуется вопрос аппроксимации схемы вплоть до границы области включительно. Предложен подход, позволяющий с высокой точностью обеспечивать постановку произвольных линейных граничных и контактных условий. Все рассмотрение проведено для случая одномерной системы уравнений акустики с постоянными коэффициентами.

Журнал вычислительной математики и математической физики, 63, № 10, с. 1600-1613 (2023) | Рубрика: 09.04

 

Митьковец И.А., Хохлов Н.И. «Моделирование распространения динамических возмущений, в пористых средах сеточно-характеристическим методом с явным выделением неоднородностей» Журнал вычислительной математики и математической физики, 63, № 10, с. 1706-1720 (2023)

Рассматривается вопрос численного моделирования распространения волновых возмущений в гетерогенных средах с наличием пористых включений, а также вопрос явного выделения пористых неоднородностей. В качестве подхода для явного выделения неоднородностей предложен метод наложенных сеток. Для численного решения возникающих систем дифференциальных уравнений в частных производных применяется сеточно-характеристический метод. Рассмотрены особенности предложенного метода, проведена верификация предложенных алгоритмов, приводится серия тестовых расчетов.

Журнал вычислительной математики и математической физики, 63, № 10, с. 1706-1720 (2023) | Рубрика: 09.04

 

Антоновская Г.Н., Данилов К.Б., Басакина И.М., Афонин Н.Ю., Капустян Н.К. «Опыт применения и возможности комплекса пассивных сейсмических методов для изучения глубинного строения земной коры» Геофизические исследования, 24, № 3, с. 5-29 (2023)

На экспериментальных примерах представлен анализ возможностей комплекса пассивных сейсмических методов для изучения геологического строения верхней части земной коры по сравнению с активными методами. В комплекс пассивных методов включены: метод микросейсмического зондирования, метод Накамуры (HVSR), сейсмическая интерферометрия, для техногенных площадок – вибропросвечивание техногенным источником. Рассмотрено три примера: зона платформенного тектонического землетрясения, кимберлитовая трубка, плотина ГЭС с площадкой её размещения. Показано согласие результатов применения пассивных и активных сейсмических методов, при этом первые дают “размытое” по-ложение горизонтальных границ, но эффективны в выделении близвертикальных неоднородностей. Комплекс пассивных сейсмических методов эффективен для рекогносцировочных исследований, труднодоступных районов или там, где сложно развернуть системы наблюдения активными методами. Он позволяет выполнить одновременную обработку полученной сейсмической записи разными пассивными методами. Кроме того, при проведении исследований указанный комплекс допускает использование малого количества датчиков – минимум двух.

Геофизические исследования, 24, № 3, с. 5-29 (2023) | Рубрики: 09.04 09.10

 

Чугаев А.В. «Оценка разрешающей способности преломлённых и отражённых волн при межскважинных исследованиях на основании моделирования объёма Френеля» Геофизические исследования, 24, № 3, с. 69-86 (2023)

Рассмотрены принципы распространения и регистрации сейсмоакустических импульсов в трёхмерном пространстве на примере межскважинного просвечивания вблизи границы с резким скачком скоростей упругих волн. Выполнено моделирование конструктивной интерференции для оценки объёма первой зоны Френеля и разрешающей способности сейсмических исследований на преломлённых и отражённых волнах в скважинах в 2D и 3D-вариантах. Показано, что объём Френеля головных волн сжимается вдоль плоскости гра-ницы тем больше, чем дальше от этой границы источник и приёмник колебаний. Приведены расчёты объёма Френеля преломлённых и отражённых волн при различных вариантах взаимного положения источников и приёмников. Сделан вывод, что проекция объёма Френеля головной волны на плоскость высокоскоростного преломляющего слоя может быть найдена путём сноса точек возбуждения и приёма по нормали к этому слою. Как следствие, если при межскважинном просвечивании скважины перпендикулярны преломляющему слою, то проекция объёма Френеля головных волн на этот слой практически не зависит от положения источника и приёмника в скважине. Получены количественные оценки разрешающей способности скважинных сейсмоакустических методик изучения породного массива.

Геофизические исследования, 24, № 3, с. 69-86 (2023) | Рубрика: 09.04