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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/4105| Propagación de ondas elásticas en el dominio de la frecuencia en medios fracturados y anisótropos utilizando el método de Galerkin discontinuo Frequency domain elastic wave propagation through fractured and anisotropic media with the discontinuous Galerkin method | |
| Carlos Emmanuel Peral Altamirano | |
| Jonás de Dios de Basabe Delgado | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Fracturas, Galerkin Discontinuo, Dominio de la frecuencia, Fronteras PML, Ondas Elásticas. Fractures, Galerkin Discontinuous, Frequency Domain, PML Boundary, Elastic Waves. | |
| Las fracturas son muy comunes en el subsuelo y determinan en gran medida las propiedades mecánicas del medio, por lo que un modelo sísmico realista debe incluir el efecto que las fracturas tienen en la propagación de ondas elásticas. Actualmente el desarrollo de métodos de caracterización de fracturas recae en las simulaciones numéricas, los métodos más utilizados se basan en diferencias finitas o elementos finitos, pero para incluir fracturas en dichos métodos, se hace uso de varias suposiciones que no siempre corresponden con la realidad física del medio. En contraste el método de Galerkin Discontinuo puede incluir a las fracturas de manera explícita en el modelo a través de la condición de desplazamiento discontinuo que a su vez es el esquema numérico que menos suposiciones requiere. El dominio de la frecuencia, al ofrecer múltiples ventajas respecto al dominio del tiempo, se ha convertido en la base para los métodos de inversión de forma de onda, por lo que la obtención de modelos precisos y realistas es de suma importancia en diferentes campos como la ingeniería minera, secuestro de CO2, administración de mantos acuíferos y especialmente en explotación de hidrocarburos. Es por ello que en este trabajo, se realizó una implementación del método de Galerkin discontinuo de Penalización Interior en el dominio de la frecuencia para simular medios heterogéneos, fracturados y anisótropos, con fronteras de tipo ”Perfectly Matched Layers”(PML, por sus siglas en inglés) y para resolver el sistema de ecuaciones se utilizó ”MUltifrontal Massively Parallel Sparse direct Solver”(MUMPS, por sus siglas en inglés). Para validar el modelo, se realizó una Transformada Inversa de Fourier (IFFT, por sus siglas en inglés) a los desplazamientos obtenidos para diferentes frecuencias con el objetivo de obtener un sismograma comparable con modelos en el dominio del tiempo. Se compararon sismogramas para medios homogéneos, anisótropos y fracturados obteniendo una gran coincidencia en los resultados. Fractures are very common in the subsurface and largely determine the mechanical properties of the medium, so a realistic seismic model must include the effect that fractures have on the propagation of elastic waves. Currently, the development of fracture characterization methods relies on numerical simulations; the most used methods are based on finite differences or finite elements, but to include fractures in those methods, several assumptions are made that do not always correspond to the physical reality of the environment. In contrast, the Discontinuous Galerkin method can include fractures explicitly in the model through the linear slip condition, which in turn is the numerical scheme that requires the smallest number of assumptions. The frequency domain, by offering multiple advantages over the time domain, has become the basis for waveform inversion methods, so obtaining accurate and realistic models is of utmost importance in different fields such as mining engineering, CO2 capture, management of aquifers and especially in hydrocarbon extraction industry. That is why in this work, an implementation of the discontinuous Galerkin method of interior penalty in the frequency domain was implemented to simulate heterogeneous, fractured and anisotropic media, with ”Perfectly Matched Layers”(PML) type boundaries. To solve the system of equations ”MUltifrontal Massively Parallel Sparse Direct Solver”(MUMPS) was used. To validate the model, an Inverse Fourier Transform (IFFT) was performed on the displacements obtained for different frequencies with the objective of obtaining a seismogram comparable with models in the time domain and with analytical solutions. Seismograms were compared for homogeneous, anisotropic and fractured media, great agreement was obtained in the results. | |
| CICESE | |
| 2024 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Peral Altamirano, C.E. 2024. Propagación de ondas elásticas en el dominio de la frecuencia en medios fracturados y anisótropos utilizando el método de Galerkin discontinuo. Tesis de Maestría de Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educacón Superior de Ensenada, Baja California. 116 pp. | |
| SISMOLOGÍA Y PROSPECCIÓN SÍSMICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Ciencias de la Tierra |
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| tesis_Carlos Emmanuel Peral Altamirano_09 abril 2024.pdf | Versión completa de la tesis | 17.98 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |