Numerisk Løsning av Den Todimensjonale Akustiske Bølgelikningen for Marin Seismikk : Mot ghostfri marin seismikk

Abstract

I marinseismiske undersøkelser benyttes luftkanoner til å produsere lydbølger som gjennomtrenger jordskorpen under havbunn. En luftkanon er en sylinder hvor store menger luft under høyt trykk blir lagret og sluppet ut over kort tid. Når luften blir sluppet ut oppstår det trykkbølger. Når en luftkanon avfyres nær overflaten under vann vil det oppstå en ghost- bølge, også kalt ghost. Ghost-bølgen er refleksjonen av trykkbølgen fra vannflaten og er støy i marin seismikk. Luftkanon produserer et høyt lydtrykk som kan være skadelig for sjøliv og økosystem i sårbare områder. Hensikten med oppgaven er derfor å simulere og undersøke forskjellige metoder for å redusere ghost samt studere gevinst ellet tap av energi. Disse metodene er for eksempel å plassere reflekterende objekter i nærhet av kildene eller legge kildene på forskjellig dyp. Oppgaven baserer seg på numerisk løsning av den todimensjonale akustiske bølgelikningen. Metodene som brukes i numeriske beregningene er staggered ti punkt sentral differanse skjema for derivasjon i rom og tredje ordens staggered Runge Kutta metode for tidsintegrasjon.

In marine seismic surveys there being used air guns to produce sound waves that penetrate the earth crust beneath the ocean floor. An air gun is a cylinder where lots of air under high pressure is released spontaneously. When the air is released, pressure wave is created. When an air gun is fired near the surface beneath the surface, a wave is reflected called ghost. The ghost is noise from a marine seismic point of view. Air guns produce high sound pressure that can harm sea life and eco system at risk. The aim for this project is to simulate and test different methods to reduce the ghost and look at loss or gain by placing the air guns at different depth and implement a reflecting plate over the air gun. The thesis is based on a numerical solution of the two-dimensional acoustic wave equation. The methods being used in the numerical calculation is staggered ten-point stencil central differential scheme for space derivation. For time integration the third ordered staggered Runge Kutta method is being used.