多尺度,多維與多值複雜介質相位波場射線追跡的發展與實際應用於主動與被動震源資料

  • Chen, How-Wei (PI)

專案詳細資料

Description

本計畫中PI提出了一種相空間射線追踪算法,該算法跳脫了傳統地震學的射線追踪問題多僅著重使用第一到時求取平滑解的應用。研究中會牽涉到數位建模,模擬和圖像重建反演(層析成像)的演算法。高頻、高解析度的相空間波線模擬演算法在地震學問題中的應用具有同時可模擬多震源,複雜構造的優點。此項特性可用於模擬多源散射的問題。針對三維複雜構造的波線追跡問題,可轉換到六維相空間中所有特徵曲線皆具有平滑及單值的特性來求取多源走時,波線,波前與對應的動態震波反應 (振幅與相位)。利用有效、實用的顯式尤拉解法在給定多源初值的條件下透過“因式分解”後的一級一階常微分Helmholtz方程採用Runge-Kutta-Fehlberg預估-校正算法求取對應的數值解,可達到該解具有高頻、高解析度特性解的目的。涉及的關鍵方法是使用AMR進行數位建模和用RKF45求得數值積分解。AMR建模是專為模型幾何構造而設計。RKF45是一種控制局部和累積誤差的計算方法,其精度為O(h4),誤差估計可達O(h5)。透過自動確定步長的高階嵌入式(內嵌式)算法來估計和控制誤差。可自動地依據目前數位建模網格狀況進行偵測與分析,並重新規劃波線路徑。所涉及的震波屬性不僅僅涉及傳統運動學的走時,射線路徑,波前等的特性,而是強調振幅/相位/力/力矩/能量相關的動力學動態特性。相空間射線追踪法可模擬均向與非均向性物質的震波反應。PI 在計畫書中亦列出過去發展模擬動態震波反應 (振幅與相位)的研究經驗與結果,針對過去發展限制提出新的研究法與方向。PI透過自行發展的方法-結合走時的估算與波場逆推,經過發展、測試後,目前的成果已可運用在海域與TAIGER陸域資料(詳請參見內容)。目前,理論發展與模擬測試的文章已投稿。實際運用於T4b與T6 TAIGER震測資料的論文正在準備中。其他震測線的資料分析仍在進行中。針對波形(振幅與相位)的模擬及其對應的高頻Q層析成像逆推、或推廣至非均向物質的研究,目前仍進行中。不僅如此,PI 在計畫書中亦展示了透過相空間射線追踪算法,針對動態裂隙/破裂前緣傳遞模擬已有初步成果。針對破裂前緣傳遞模擬,地震監測網的照明度分析,正在發展中的高頻、散射與衰減Q值估算研究 及建立自行發展的走時-波場逆推等實際運用等,皆顯示本項新興 研究議題顯然有其潛在應用價值。
狀態已完成
有效的開始/結束日期1/08/2131/07/22

聯合國永續發展目標

聯合國會員國於 2015 年同意 17 項全球永續發展目標 (SDG),以終結貧困、保護地球並確保全體的興盛繁榮。此專案有助於以下永續發展目標:

  • SDG 11 - 永續發展的城市與社群
  • SDG 12 - 負責任的消費與生產
  • SDG 14 - 水下生命
  • SDG 17 - 為永續目標構建夥伴關係

Keywords

  • 多尺度
  • 多維
  • 多值
  • 高頻
  • 高解析度
  • 相空間
  • 射線追踪
  • 數位建模
  • 模擬
  • 反演
  • 主動與被動震源資料
  • 複雜介質
  • 實際應用

指紋

探索此專案觸及的研究主題。這些標籤是根據基礎獎勵/補助款而產生。共同形成了獨特的指紋。