传统气泡运动方程的简化及基于范氏气体子波模型的气枪震源子波模拟

摘要

气枪震源是海上地震勘探中最常用的激发方式,气枪震源的激发特性影响海洋地震资料质量。远场子波的模拟是研究气枪震源激发特性的重要途径,但基于传统气泡运动方程和理想气体子波模型的远场子波模拟方法得到的模拟结果与实测子波相比存在振幅过大、脉冲衰减速度过小等问题。本文从球坐标系下的线性声波方程出发,推导了一种形式更为简单的改进自由气泡运动方程,并将该方程与范德瓦尔斯气体方程结合实现了远场子波的数值模拟,与现有方法相比,本文算法考虑了实际激发时的高压环境、震源气泡内部与外界海水的热量交换以及枪口处气流的变化等因素,模拟结果较理想气体子波模型更接近于实测远场子波,且本文方法公式简练,计算效率高。