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파동방정식 수치해의 일관성에 관한 연구
A Study on Consistency of Numerical Solutions for Wave Equation 원문보기

지구물리와 물리탐사 = Geophysics and geophysical exploration, v.19 no.3, 2016년, pp.136 - 144  

편석준 (인하대학교 에너지자원공학과) ,  박윤희 (인하대학교 에너지자원공학과)

초록
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탄성파 자료의 역산은 파동방정식에 기초하고 있으므로 파동방정식의 해를 정확하게 구하는 것이 가장 중요하다. 특히, 전파형역산은 파동장 전체를 이용하기 때문에 정문제에 해당하는 모델링이 정확하게 이루어져야 신뢰할 수 있는 결과를 얻게 된다. 파동방정식의 수치해를 구하는 대표적인 기법인 유한차분법유한요소법은 해의 수렴성을 보장할 수 있어야 하는데, 해의 수렴성은 이론적으로 일반화된 증명이 되어 있으나 실제 문제에 적용할 경우 일관성과 안정성을 분석해야 한다. 모델링 결과의 일관성은 송신원 함수의 구현이 매우 중요한 부분인데, 유한차분법은 디랙 델타 함수(Dirac delta function)를 나타낼 때 격자 간격으로 표준화된 싱크 함수(sinc function)를 사용해야 하는 반면 유한요소법은 격자 간격에 관계없이 기저함수 값을 사용하면 된다. 주파수 영역 파동방정식을 사용할 경우 송신 파형 함수의 스펙트럼을 정확하게 표현하기 위해 샘플링 이론으로 정의되는 시간 간격보다 더 조밀한 샘플링 간격을 사용하고 나이퀴스트(Nyquist) 주파수보다 더 높은 주파수를 최대 주파수로 사용해야 한다. 또한, 복소 각주파수를 사용하는 경우 감쇠 파동방정식을 만족하기 위해서는 송신 파형 함수를 먼저 감쇠한 후 사용해야 한다. 이러한 요건들이 모두 만족되었을 때 신뢰할 수 있는 역산 알고리즘 개발이 가능하다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Since seismic inversion is based on the wave equation, it is important to calculate the solution of wave equation exactly. In particular, full waveform inversion would produce reliable results only when the forward modeling is accurately performed because it uses full waveform. When we use finite-di...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 음향파 완전파형역산에서 사용되는 유한차분법, 유한요소법, 시간 영역, 주파수 영역 모델링 기법 간의 차이점을 비교하고, 이들 기법들이 일관성 있는 수치해를 얻기 위해 고려해야 할 사항과 방법에 대해 기술하고자 한다. 본론의 전반부에는 수치해를 구하기 위한 기본 이론과 일관성 있는 수치해를 구하기 위한 이론에 대해 설명한다.
  • 지구물리분야에서는 지층이나 지질구조와 관련된 여러 물리적 현상을 이용하여 지구 내부 구조를 파악하는 것을 주 목적으로 한다. 이 목적을 달성하기 위해서 특정한 물리적 현상에 대한 정문제(forward problem)를 정의하고 이를 이용하여 역문제(inverse problem)를 푸는 것이 핵심이다.
  • 본론의 전반부에는 수치해를 구하기 위한 기본 이론과 일관성 있는 수치해를 구하기 위한 이론에 대해 설명한다. 후반부에는 전반부에서 이론적으로 밝힌 방법론의 효용성을 수치 예제를 통해 보여주고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
지구물리분야의 주목적은 무엇인가? 지구물리분야에서는 지층이나 지질구조와 관련된 여러 물리적 현상을 이용하여 지구 내부 구조를 파악하는 것을 주 목적으로 한다. 이 목적을 달성하기 위해서 특정한 물리적 현상에 대한 정문제(forward problem)를 정의하고 이를 이용하여 역문제(inverse problem)를 푸는 것이 핵심이다.
유한차분법에서 송신원을 구현하는 방법에는 무엇이 있는가? 유한차분법에서 송신원을 구현하는 방법에는 크게 초기값 방법(initial value method)과 하중 함수 방법(forcing function method) 두 가지로 구분할 수 있다. 초기값 방법은 해석적 해를 송신원을 포함하는 영역에 초기값으로 주고 모델링하는 것으로 송신원 근처의 파동장이 정확하게 모델링 되지만 시간 순서에 따라 구현해주어야 하기 때문에 주파수 영역 모델링에서는 사용될 수 없다는 한계점이 있다.
지구물리분야에서 주 목적을 달성하기위해서 무엇을 푸는 것이 핵심인가? 지구물리분야에서는 지층이나 지질구조와 관련된 여러 물리적 현상을 이용하여 지구 내부 구조를 파악하는 것을 주 목적으로 한다. 이 목적을 달성하기 위해서 특정한 물리적 현상에 대한 정문제(forward problem)를 정의하고 이를 이용하여 역문제(inverse problem)를 푸는 것이 핵심이다. 탄성파 분야에서는 수많은 역산 문제들이 존재하는데 그 중 전파형 역산(full waveform inversion)이 고급 영상화 기술로 여겨지며 최근 가장 큰 관심을 받고 있다(Virieux and Operto, 2009).
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참고문헌 (12)

  1. Becker, E. B., Carey, G. F., and Oden, J. T., 1981, Finite Elements, An Introduction: Volume I, PRENTICE-HALL, Inc. 

  2. Carcione, J. M., Herman, G. C., and Ten Kroode, A. P. E., 2002, Seismic modeling, Geophysics, 67, 1304-1325. 

  3. Clayton, R. W., and Engquist, B., 1980, Absorbing boundary conditions for wave-equation migration, Geophysics, 45, 895-904. 

  4. Douglas, Jr. J., Santos, J. E., Sheen, D., and Bennethum, L. S., 1993, Frequency domain treatment of one-dimensional scalar waves, Mathematical Models and Methods in Applied Sciences, 3, 171-194. 

  5. Douglas, Jr. J., Sheen, D., and Santos, J. E., 1994, Approximation of scalar waves in the space-frequency domain, Mathematical Models and Methods in Applied Sciences, 4, 509-531. 

  6. Hicks, G. J., 2002, Arbitrary source and receiver positioning in finite-difference schemes using Kaiser windowed sinc functions, Geophysics, 67, 156-165. 

  7. Jeong, W., Pyun, S., Son, W., and Min, D. J., 2013, A numerical study of simultaneous-source full waveform inversion with l1-norm. Geophysical Journal International, 194, 1727-1737. 

  8. Reynolds, A. C., 1978, Boundary conditions for the numerical solution of wave propagation problems, Geophysics, 43, 1099-1110. 

  9. Robertsson, J. O., Bednar, B., Blanch, J., Kostov, C., and van Manen, D. J., 2007, Introduction to the supplement on seismic modeling with applications to acquisition, processing, and interpretation. Geophysics, 72, SM1-SM4. 

  10. Strikwerda, J. C., 2004, Finite difference schemes and partial differential equations, SIAM. 

  11. Versteeg, R., 1994, The Marmousi experience: Velocity model determination on a synthetic complex data set, The Leading Edge, 13, 927-936. 

  12. Virieux, J., and Operto, S., 2009, An overview of full-waveform inversion in exploration geophysics, Geophysics, 74, WCC1-WCC26. 

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