带不规则界面的层状孔隙介质中震电波场的数值模拟研究

孔隙介质中的震电效应，即双电层结构所产生的动电效应，是一种可能的地震电磁信号产生机制，并且在油气源勘探方面具有诱人的应用前景，关于孔隙介质震电效应的研究正在不断地展开和深入。而孔隙介质中震电波场的数值模拟研究是一项有重要意义的工作，可以帮助我们了解不同的模型下地震波和电磁波的耦合特征，同时也可能是以后地震电磁数据反演工作的重要组成部分。目前关于孔隙介质中震电波场的数值模拟研究主要是基于水平层状介质这种简单模型，从简单到复杂是人们认识事物的重要方法，为了更为全面地认识孔隙介质中的震电效应，我们需要开展更加细致模型下的研究。本项目计划在Pride介绍的孔隙介质震电控制方程组的基础之上，结合边界积分方程方法，开展带不规则界面的层状孔隙介质中震电波场的数值模拟研究，由于允许界面形状的任意变化，所以模型有了很大的可变化幅度，通过数值模拟我们可以了解更加细致模型下的震电耦合特征。

本项目基本顺利完成。部分研究成果已经整理成1篇文章发表刊登于国际期刊Geophysical Journal International。部分研究成果正在整理、准备投稿中。. 在本研究中，我们开展了如下两方面的工作：（1）针对当时国际上尚未开展伴随有限断层动态破裂过程的同震电磁信号的理论数值模拟研究的情况，在我们已有的工作基础之上，结合点源叠加方法和Luco-Apsel-Chen广义反透射方法，基于动电效应开展了地震电磁信号的理论数值模拟研究。通过和解析解的比较，我们验证了我们所用数值模拟方法的正确性和可靠性。通过一个近场有限断层模型，我们证明此时双力偶点源的近似不再适用，破裂的起始位置和破裂传播速度都会明显影响同震电磁信号。我们研究了不同介质参数对同震电磁信号的影响。我们也通过多层模型的数值模拟分析和讨论了同震电磁信号的特征。（2）利用曲线坐标贴体网格的有限差分方法、牵引力镜像法以及共轭梯度法实现了带起伏地形的孔隙介质中的弹性波场和电场的数值计算，我们验证了我们的数值计算方法并开展了理论数值模拟实验。