Descripción del proyecto
Inversión no lineal de la correlación cruzada de la forma de onda completa
Las ondas transportan información de los medios por los que se propagan, por lo que representan una forma no invasiva para estudiar la estructura interior desconocida de estos. La tomografía de ruido ambiental emplea correlaciones cruzadas del ruido sísmico, a partir de las cuales se extraen datos sísmicos para la inversión. Los resultados actuales se limitan a examinar solo información parcial, como el tiempo de viaje, y realizan inversiones cualitativas o lineales. El proyecto INCORWAVE, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, tiene por objeto desarrollar un marco para la inversión cuantitativa no lineal de la correlación cruzada de la forma de onda completa en el dominio de la frecuencia. En este contexto, se prestará especial atención a la reconstrucción de parámetros viscoelásticos en subsuperficies terrestres y en flujos solares tridimensionales. Para hacer frente a los elevados costes computacionales, la interferencia entre parámetros, el planteamiento incorrecto y la falta de convexidad del problema inverso, el equipo del proyecto empleará una parametrización eficiente y una inversión jerárquica de los parámetros del modelo a fin de lograr reconstrucciones de alta resolución.
Objetivo
Waves propagating through a complex medium provide a non-invasive way to probe its interior structures. In ambient noise imaging, the input data are the cross-correlation of the stochastic wavefields. To reconstruct the properties of the medium, the waveform inversion is formulated as an optimization problem involving a misfit function whose convexity plays a critical role in the achievable spatial resolution of the inversion results, especially in the absence of a priori information about the medium. Current inversions are often limited by computational cost, cross-talk between the physical quantities, and the use of single-scattering approximations. Project INCORWAVE proposes to create a new mathematical and computational framework for nonlinear inversion of full waveform cross-correlation. Two specific problems are considered: first, for the reconstruction of geophysical visco-elasticity tensors with applications to Earth's subsurface monitoring; secondly, for the reconstruction of three-dimensional flows in the Sun to characterize the poorly understood properties of deep solar convection. To improve the convexity of misfit functions, the inversion procedure of project INCORWAVE will follow a hierarchical progression which is established by selecting subsets of input data, unknown parameters, and frequencies. The choice of each of these subsets, as well as the associated misfit function, is controlled by criteria in form of convergence estimates. Indispensable to meaningful inversion is accurate modeling operators that describe the physics under consideration and that are adapted to the treatment of real data. For the reconstruction of the elasticity tensor, the project will develop a solver in terms of P- and S-potentials for heterogeneous media. A 3D global Sun vector-wave solver is created for the inversion of the convection component of the solar flow that does not bear symmetry.
Palabras clave
Programa(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Convocatoria de propuestas
(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2023-STG
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HORIZON-ERC -Institución de acogida
78153 Le Chesnay Cedex
Francia