青岛海洋地质研究所在海底弹性地震波场数值模拟方面取得新进展

近日，中国地质调查局青岛海洋地质研究所海洋地震数据处理团队在复杂海底介质弹性地震波场正演模拟算法研究方面取得新进展，相关成果发表于国际地球科学领域顶级期刊《IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing》。

传统地震波数值模拟方法处理起伏海底、强速度差异地层时，易产生阶梯伪散射与数值频散，对不规则海底界面适应性不足，难以满足海洋复杂地层高精度地震正演需求。针对该难题，团队构建弹性多松弛时间Boltzmann模型（EM‑LBM），重构弹性介质的平衡分布函数、守恒方程与矩松弛规则；借助Chapman‑Enskog多尺度展开复原宏观弹性波动方程，打通介观粒子动力学到宏观连续介质力学的理论关联。

该研究面向海洋复杂海底地质环境，建立了全新介观地震波数值模拟工具。模型验证结果表明，EM‑LBM可精准复现纵、横波传播、反射、透射与波型转换，有效抑制数值频散与能量损耗，在起伏强非均质海底中稳定性、保能量性能突出。该模型具备天然并行优势，无需复杂网格剖分即可适配起伏海底，适用于陆架泥质沉积、复杂流-固耦合界面等场景，是传统宏观数值算法的有力补充。

该成果由青岛海洋地质研究所与中国石油大学（北京）研究人员共同完成，得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金、青岛海洋地质研究所所长青年培养基金等项目联合资助。

起伏非均质海底模型地震波场快照、炮集记录、波形对比与局部误差分析