照前面本发明实施例的方法中的描述，在此不再 赏述。
[0144] 在本实施例中，应用本发明实施例提供的标准线性固体模型的稳定性条件数值解 的计算系统，从标准线性固体模型出发，进而得到标准线性固体模型有限差分解的稳定性 条件的状态传递矩阵，通过选取相应的时间步长使状态传递矩阵的特征值的模小于1来满 足黏弹数值模拟的稳定，从而能够定量化确定更符合实际黏弹介质的标准线性固体模型数 值模拟的时间步长，指导数值模拟顺利完成，同时也使模拟的效率得W保障，最终运用模拟 结果来解决实际地震勘探中的一些地质问题。相比于现有技术中采用全Η维、全波场的模 拟方法进行标准线性固体模型的黏弹介质数值模拟，本系统在确定时间步长后可确保基于 标准线性固体黏弹介质数值模拟的顺利完成，保证效率，节约成本，因此在实际工作中，此 项发明效果是非常显著的。
[0145] 本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可W用通用的计算 装置来实现，它们可W集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络 上，可选地，它们可W用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可W将它们存储在存储 装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多 个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。送样，本发明不限制于任何特定的硬件和 软件结合。
[0146] 虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采 用的实施方式，并非用W限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本 发明所公开的精神和范围的前提下，可W在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化， 但本发明的专利保护范围，仍须W所附的权利要求书所界定的范围为准。
【主权项】
1. 一种标准线性固体模型的稳定性条件数值解的计算方法，其特征在于，包括： 构建标准线性固体模型，并使所述标准线性固体模型包括彼此串联的第一弹性体和第 二弹性体、以及与所述第一弹性体并联的阻尼器； 确定所述标准线性固体模型有限差分解的稳定性条件的状态传递矩阵； 获取多组参数集，并使每组参数集中包括所述第一弹性体的弹性系数、所述第二弹性 体的弹性系数、所述阻尼器的黏滞系数、频率和介质密度； 在设定的空间差分精度和空间网格步长下，依次利用各组所述参数集并通过计算机计 算使得所述状态传递矩阵的特征值的模小于1的时间步长； 确定计算得出的时间步长为标准线性固体模型的稳定性条件数值解。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述标准线性固体模型有限差 分解的稳定性条件的状态传递矩阵包括： 确定所述标准线性固体模型的本构方程1 其中P为总应力，ε为总应变，弹性系数为吣的所述第一弹性体的应变与黏滞系数为M2的所 述阻尼器的应变相等，M3为所述第二弹性体的弹性系数； .V 根据总应变ε与质点位移（u，v，w)间的关系方程 以及所述本构方 程，得到第一方程：对所述第一方程的左右两边分别对时间求二次偏导数，得到第二方程：利用所述第二方程和声波的纳维尔方程、得到第三方程：其中P为所述介质密度； 将所述第三方程中的应力取空间傅里叶变换，得到第四方程：其中I为总应力P的空间傅里叶变换， k为波数； 对所述第四方程中的时间偏导数用差分近似，得到第五方程：其 中 "分别为第n-2, n-1，n，n+1时刻的值，并且所述波数k满足：在所述空间差分精度为2N的情况下，X，y，z三个方向上的空 间网格步长分别为Δχ，Ay，Λζ，ai为对应所述空间差分精度2N的空间差分系数，At为 所述时间步长； 根据所述第五方程，得到所述标准线性固体模型有限差分解的稳定性条件的状态传递r 矩阵. 其中：3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在计算得出的所述 时间步长后，根据所述参数集计算所述标准线性固体模型的品质因子，并根据所述参数集 和所述品质因子计算所述标准线性固体模型的介质速度。4. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在设定的空间差分精度和空间网格步 长下，依次利用各组所述参数集，运用安装在所述计算机上的Matlab仿真软件编程计算使 得所述状态传递矩阵的特征值的模小于1的时间步长。5. -种标准线性固体模型的稳定性条件数值解的计算系统，其特征在于，包括： 模型构建单元，用于构建标准线性固体模型，并使所述标准线性固体模型包括彼此串 联的第一弹性体和第二弹性体、以及与所述第一弹性体并联的阻尼器； 状态传递矩阵确定单元，用于确定所述标准线性固体模型有限差分解的稳定性条件的 状态传递矩阵； 参数集获取单元，用于获取多组参数集，并使每组参数集中包括所述第一弹性体的弹 性系数、所述第二弹性体的弹性系数、所述阻尼器的黏滞系数、频率和介质密度； 时间步长计算单元，用于在设定的空间差分精度和空间网格步长下，依次利用各组所 述参数集并通过计算机计算使得所述状态传递矩阵的特征值的模小于1的时间步长； 稳定性条件数值解确定单元，用于确定计算得出的时间步长为标准线性固体模型的稳 定性条件数值解。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述状态传递矩阵确定单元包括： 本构方程确定单元，用于确定所述标准线性固体模型的本构方程其中P为总应力，ε为总应变，弹性系数为吣的 所述第一弹性体的应变与黏滞系数为Μ2的所述阻尼器的应变相等，Μ3为所述第二弹性体的 弹性系数； 第一方程确定单元，用于根据总应变ε与质点位移（u，v，w)间的关系方程以及所述本构方程确定单元确定的本构方程，得到第一方程：第二方程确定单元，用于对所述第一方程确定单元得到的第一方程的左右两边分别对 时间求二次偏导数，得到第二方程：第三方程确定单元，用于利用所述第二方程确定单元得到的第二方程和声波的纳维尔 方程·得到第三方程：第四方程确定单元，用于将所述第三方程确定单元得到的第三方程中的应力取空间傅 里叶变换，得到第四方程：其中#为总 .，： 其中P为所述介质密度； 应力P的空间傅里叶变换，k为波数； 第五方程确定单元，用于对所述第四方程确定单元得到的第四方程中的时间偏导数用 差分近似，得到第五方程：其 中 /T 分别为第n-2, n-1，n，n+1时刻的P值，并且所述波数k满足：在所述空间差分精度为2N的情况下，X，y，z三个方向上的空 间网格步长分别为Δχ，Ay，Λζ，ai为对应所述空间差分精度2N的空间差分系数，At为 所述时间步长； 状态传递矩阵子确定单元，用于根据所述第五方程确定单元得到的第五方程，得到所t 述标准线性固体模型有限差分解的稳定性条件的状态传递矩阵 其中：7. 根据权利要求5或6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括： 品质因子计算单元，用于在所述时间步长计算单元计算得出所述时间步长后，根据所 述参数集获取单元获取的参数集计算所述标准线性固体模型的品质因子； 介质速度计算单元，用于在所述时间步长计算单元计算得出所述时间步长后，根据所 述参数集获取单元获取的参数集和所述品质因子计算所述标准线性固体模型的介质速度。8. 根据权利要求5或6所述的系统，其特征在于，所述时间步长计算单元，具体用于在 设定的空间差分精度和空间网格步长下，依次利用各组所述参数集，运用安装在所述计算 机上的Matlab仿真软件编程计算使得所述状态传递矩阵的特征值的模小于1的时间步长。
【专利摘要】本发明公开了一种标准线性固体模型的稳定性条件数值解的计算方法及系统，方法包括：构建标准线性固体模型；确定模型有限差分解的稳定性条件的状态传递矩阵；获取多组参数集，并使每组参数集中包括第一弹性体的弹性系数、第二弹性体的弹性系数、阻尼器的黏滞系数、频率和介质密度；在设定空间差分精度和空间网格步长下，依次利用各组参数集并通过计算机计算使状态传递矩阵的特征值的模小于1的时间步长；确定时间步长为数值解。本发明能定量化确定更符合实际黏弹介质的标准线性固体模型数值模拟的时间步长，确定时间步长后可确保基于标准线性固体黏弹介质数值模拟的顺利完成，保证效率，节约成本，最终运用模拟结果解决实际地震勘探中的地质问题。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN105447211
【申请号】CN201410419958
【发明人】肖云飞, 姜宇东, 白俊雨
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2014年8月22日