第一章 绪论 1
1.1 弹性波传播基本方程 1
1.2 弹性波散射问题的几种典型解法 4
1.2.1 波函数展开法 4
1.2.2 积分方程方法 7
1.2.3 积分变换方法 9
1.3 弹性动力学反问题的一般提法 11
1.4 弹性波反演的关键问题 13
1.4.1 非线性问题及主要解法 13
1.4.2 不适定问题的正则化方法 15
1.5 弹性动力学反问题的发展和现状 21
1.6 本书的主要内容和发展之处 31
第二章 弹性波逆Born近似反演方法 36
2.1 二维Born近似解及数值讨论 38
2.1.1 二维散射问题纵波入射的Born近似解 38
2.1.2 Born近似解的数值计算 40
2.2.1 二维逆Born变换法 43
2.2 逆Born近似方法及几种缺陷反演的数值结果 43
2.2.2 几种缺陷的数值模拟识别 44
2.3 二维散射问题的时域Born近似解 46
2.3.1 二维散射问题的时域Born近似解 46
2.3.2 弹性波反问题中的时域逆Born近似 48
2.4 三维椭圆形裂纹弹性波逆散射准静态近似解 51
2.5 小结 55
第三章 大扰动参数反演方法 56
3.1.1 非均匀介质中波函数局部理论 58
3.1 非均匀介质中弹性波传播特性分析 58
3.1.2 弹性波在非均匀中的传播特性 62
3.2 广义射线近似反演方法 69
3.2.1 基本方程 69
3.2.2 广义射线近似 71
3.2.3 层状介质模型的参数反演 72
3.2.4 二维介质参数的反演 76
3.3 脉冲源波前近似反演方法 80
3.3.1 散射波的积分方程 80
3.3.2 波前近似理论 83
3.3.3 介质参数反演研究 84
3.3.4 算例分析 86
3.4 大扰动参数的频域弹性波反演方法 91
3.4.1 波数域弹性波散射的描述 92
3.4.2 散射系数及介质参数反演 95
3.4.3 非均匀介质中弹性波的点散射 97
3.4.4 非均匀介质中弹性波近似 103
3.4.5 介质参数分布的反演 106
3.5 大扰动参数的时域弹性波反演方法 115
3.5.1 弹性波散射的时域描述 116
3.5.2 弹性波的波前近似 119
3.5.3 瞬态弹性波的参数反演研究 121
3.5.4 均匀夹杂物的参数反演 123
3.6 小结 130
第四章 非均匀介质散射反投影方法 133
4.1 P-P模式入射角补偿反演方法 134
4.1.1 非均匀介质逆向散射投影切片原理 134
4.1.2 时-空域入射角补偿反演 137
4.1.3 层状介质射线追踪 139
4.2.1 数值模拟算法 142
4.2 入射角补偿反演的数值模拟结果及分析 142
4.2.2 点散射源模拟反演结果 146
4.2.3 层状介质模拟反演结果分析 161
4.2.4 裂纹反演模拟结果 163
4.3 波型转换模式广义投影密度补偿反演 166
4.3.1 非均匀介质中P-SV形式的投影密度补偿反演原理 167
4.3.2 数值模拟算法及结果 170
4.4 P-P模式入射角补偿反演实验研究 177
4.4.1 实验系统构成 177
4.4.2 实验方法 180
4.4.3 试件形式 183
4.4.4 实验结果 185
4.5 小结 187
第五章 层状介质中的传递算子多参数反演方法 189
5.1 层状介质反演简介 189
5.2 变分法求波的路径和介质速度分布的反演 191
5.2.1 变分原理的射线追踪 192
5.2.2 速度分布单调变化的层状介质的反演问题 196
5.2.3 VSP模式介质速度分布的反演 200
5.3 层状介质的线性回归反演方法 208
5.3.1 声在层状介质中的传播走时 208
5.3.2 二元线性回归反演 209
5.3.3 数值结果的讨论 213
5.4 平面弹性波传递算子反演方法 215
5.4.1 平面弹性波在介质中的传播 216
5.4.2 有限宽波束下的介质参数反演 225
5.4.3 数值模拟结果 230
附录 反射和折射系数 232
5.5 平面声波传递算子反演方法 235
5.5.1 平面声波在介质中的传播 236
5.5.2 平面脉冲波模式介质参数反演 241
5.5.3 数值模拟结果 246
5.6 球面脉冲声波反演方法 249
5.6.1 几何光学近似下的球面声波场 250
5.6.2 反射模式介质参数的逐层反演方法 258
5.6.3 透射模式介质参数的反演 265
附录 Newton迭代系数矩阵中的偏导数 270
5.7 球面脉冲弹性波反演方法 272
5.7.1 几何光学近似下的球面弹性波场 272
5.7.2 反射模式弹性介质参数的逐层反演方法 275
5.7.3 数值模拟方法 279
5.8 小结 280
第六章 弹性波方程反演的广义脉冲谱技术(GPST) 282
6.1 脉冲谱技术(PST)的一般形式 284
6.2 二维弹性波方程反问题的脉冲谱——多重网格迭代法 287
6.2.1 多重网格方法基本思想 288
6.2.2 反演方法 289
6.2.3 方程的多重网格方法 292
6.2.4 一种分层反演方法 293
6.2.5 数值算例 294
6.3 广义脉冲谱技术(GPST) 296
6.3.1 正则-高斯-牛顿法 297
6.3.2 节省计算量的技术 298
6.4 同伦反演方法 299
6.4.2 同伦反演方法的一般形式 300
6.4.1 同伦法基本思想 300
6.4.3 大范围收敛广义脉冲谱方法(WGPST) 301
6.4.4 应用 302
6.5 小结 306
第七章 弹性波方程数值反演在地震勘探中的应用 309
7.1 一维波动方程反演声阻抗及应用 310
7.1.1 数学模型 310
7.1.2 逐段折叠反演方法 312
7.1.3 反问题Ⅰ的求解方法 313
7.1.4 折叠反演方法实际应用 315
7.2 二维波动方程反演在地震勘探中的应用 320
7.2.1 二维声波方程速度反演的高斯-牛顿正则化方法 321
7.2.2 二维声波方程井控约束反演 329
7.3 双相介质二维波动方程孔隙率反演时卷正则迭代法 337
7.3.1 双相介质模型 338
7.3.2 数学模型 340
7.3.3 二维双相介质波动方程孔隙率反演的时卷正则迭代法 341
7.3.4 双相介质二维波动方程三参数同时反演的时卷正则迭代法 345
7.3.5 孔隙率反演的同伦法 352
7.4 小结 356
第八章 界面几何参数反演方法及在NDT中的应用 359
8.1 合成孔径聚焦成像技术 360
8.1.1 合成孔径的提出 360
8.1.2 合成孔径聚焦技术的基本原理 363
8.2 相叠加合成方法 366
8.2.1 相叠加的基本原理 366
8.2.2 数值模拟结果比较 368
8.3.1 实验系统 370
8.3 相叠加处理与延时叠加方法比较实验 370
8.3.2 数据处理过程 371
8.3.3 实验结果 373
8.4 高阶互谱分析反演方法 376
8.4.1 WHOMS对瞬态信号的检测 376
8.4.2 互异信号相似性的检测 378
8.4.3 WHOMS在几何参数反演中的应用 379
8.4.4 数值模拟比较结果 380
8.5 小结 385
参考文献 387