フーリェ変換による高精度弾性波モデリングに関する研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05555277
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 佐々 宏一 京都大学, 工学部, 教授 (40025953)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 津 宏治 財団法人資源観測解析センター, 調査研究部, 部長 ; 渡辺 俊樹 京都大学, 工学部, 助手 (50210935) ; 菅野 強 京都大学, 工学部, 講師 (60026151) ; 芦田 讓 京都大学, 工学部, 助教授 (60184165)
• Keywords: 弾性波モデリング / シミュレーション / フーリェ変換

Research Abstract

本研究では空間方向の微分をフーリェ変換を用いて求める方法による音響波および弾性波の2,3次元のシミュレーション手法を開発し,各種のモデルに対して適用し,その有効性を確認した。その結果,以下のことが明らかになった。
1.本手法により簡便に圧力場およびせん断波の振幅を計算することができる。
2.均質媒体における安定条件は1次元の場合c△t/△χ<2/π,2次元の場合にはc△t/△χ<√<π>/π,3次元の場合c△t/△χ<2/√<3>πである。
3.モデルの境界付近における振幅値を徐々に小さくするような係数をかけることにより,簡単に透過境界を実現することができる。
4.空間方向の微分を差分近似で解く方法との比較の結果,フーリェ変換による方がグリッド分散現象を避けるのに必要な波長あたりの格子数が少なくてすむことから,同程度の精度を得るには計算時間が短く,また高周波数の波を取扱える。
5.フーリェ変換による変位領域と応力領域におけるモデリングの比較では,計算時間,計算結果の精度ともほとんど同じである。しかし,変位情報が必要な場合には変位領域の方が好都合である。
6.水平多層構造モデルに対して,P波が斜めに入射した場合の反射係数,透過係数の値も従来の方法で確認されている値とほぼ同じ値が得られる。
7.3次元弾性体モデリングにより圧力震源のみならず,せん断震源による波動も取扱うことができる。

Research Products

• [Publications] 村山靖彦,芦田讓,佐々宏一: "フーリェ変換による地震波動現象のシミュレーション(1)" 物理探査. 44. 18-26 (1991)
• [Publications] 芦田讓,村山靖彦,佐々宏一: "フーリェ変換による地震波動現象のシミュレーション(2)" 物理探査. 44. 113-125 (1991)