摘要：地震波场模拟方法研究对于与波动现象有关的地震学问题的重要性是不言而喻的．就目前现有的各种正演算法来说，精度较高的算法（如有限元法、谱元法、高阶有限差分法等），其计算速度较慢；计算速度较快的算法（如低阶有限差分法、付氏伪谱法等）计算精度却比较低．为了兼顾地震波场模拟的精度与速度，本文推出了一种快速的、高精度地震波场模拟方法（基于Forsyte广义正交多项式的褶积微分算子法），该方法是以计算数学中的Forsyte广义正交多项式插值函数为基础，构建一个新的褶积微分算子，并将该算子引入到地震波动方程的一阶速度一应力方程的空间微分运算中去，采用时间交错网格有限差分算子替代普通的差分算子以匹配高精度的褶积微分算子，从而构造一种全新的地震波场数值模拟方法．该方法同时具有广义正交多项式方法的高精度和短算子低阶有限差分算法的高速度．通过对算子长度的调节及算子系数的优化，可同时兼顾波场解的全局信息与局部信息．复杂非均匀介质模型中的波场数值模拟实验证实了该方法的可行性及优越性．

关键词：forsyte广义正交多项式 交错网格有限差分 复杂非均匀介质 地震波场 数值模拟 

单位：中国科学院地质与地球物理研究所 北京100029 中石化西南分公司博士后科研工作站 成都610081