Лаборатория вычислительных задач геофизики

ИCТОРИЯ СОЗДАНИЯ ЛАБОРАТОРИИ

Лаборатория создана в 2018 году на базе лаборатории моделирования сейсмических полей и лаборатории математических задач геофизики.

Научно - исследовательская лаборатория численного моделирования сейсмических полей была создана в 1981 г. директором ВЦ СОРАН СССР академиком А.С. Алексеевым. С 1981 по 2014 год. руководителем лаборатории был академик РАН Б.Г. Михайленко.

В настоящее время обязанности заведующего лабораторией исполняет д.ф.-м.н. Холматжон Худайназарович Имомназаров. Лаборатория включает 4 кандидата и 4 доктора физ.-мат. наук, опубликовала более 500 статей в престижных международных журналах и конференциях, участвовала в ряде финансируемых из внешних источников научно-исследовательских проектах и совместных проектах с другими лабораториями и институтами СО РАН.

ТЕМАТИКА ЛАБОРАТОРИИ:

• разработка методов математического моделирования и вычислительной математики с использованием суперЭВМ для решения задач математической геофизики применительно к разведке полезных ископаемых, задач сейсмики и электромагнетизма.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ:

• Деятельность лаборатории сосредоточена на математическом моделировании распространения сейсмических, электромагнитных волн в анизотропных и трещиновато-пористых средах с различными источниками. Изучение гетерофазных сред со сложной реологией приводит к исследованию важного класса фундаментальных и прикладных задач, результаты решения которых находят применение в различных областях геофизики, биомеханики, металлургии, экологии и т. д. Разрабатываются новые математические методы и алгоритмы для развития технологии неразрушающего контроля кернового материала, цель которых состоит в создании отечественного программного обеспечения для определения эффективных свойств образцов кернового материала по данным неразрушающих лабораторных экспериментов, таких как макро- микро- и нано-масштабная томография с возможным привлечением изображений, полученных с использованием электронного микроскопа.

• Для численного моделирования процессов распространения сейсмических волн для трехмерно неоднородных реалистичных моделей карбонатных резервуаров с разномасштабными неоднородностями в виде коридоров трещиноватости (кавернозно-трещиноватые резервуары) создано научно-исследовательское параллельное программное обеспечение на основе сеток с локальным измельчением по пространству и по времени. Необходимость использования сеток с локальной адаптацией связана с огромными различиями в масштабах неоднородностей вмещающей среды (десятки и сотни метров) и микроструктуры пласта-коллектора (от долей сантиметра до первых метров).

• Разработан конечно-разностный алгоритм и создана научно-исследовательская версия параллельного программного обеспечения для моделирования волновых процессов в насыщенных упругих пористых многофазных средах с целью моделирования зависимостей скоростей распространения и затухания сейсмических волн в насыщенных пористых образцах керна со сложной структурой порового пространства. Разработан метод диффузных границ для моделирования волновых полей в насыщенных упругих пористых средах для случая неподвижной среды, не испытывающей предварительно напряженного состояния. Волновые процессы описываются гиперболической системой дифференциальных уравнений первого порядка, полученной на основе теории термодинамически согласованных систем законов сохранения механики сплошных сред.

• Реализован новый вычислительный метод линеаментных построений с учетом физики процесса (привязка к дуге большого круга Земли и учет взаимодействия полей напряжений) для выявления геотектонических структур глобального масштаба. Метод позволил получить важные, актуальные для прогноза сейсмоопасных зон результаты по геодинамике Центрально-Азиатского и Дальневосточного регионов. Разработана новая экспертно-информационная методика восстановления по особенностям рельефа и аномалиям различных геофизических полей (силы тяжести, теплового потока, скоростей Sv-волн) эродированных и погребенных ударных структур крупного размера (http://labmpg.sscc.ru) по фрагментам кратерного вала и центрального поднятия, резким изменениям русла рек и др.

Иллюстрации к методика восстановления эродированных и погребенных ударных структур средствами ГИС-ENDDB (http://fap.sbras.ru/node/4349).

Характерные морфологические элементы ударных структур, выраженные в гравитационных аномалиях