Разработка иерархии вычислительных моделей и численных методов, ориентированных на использование современных высокопроизводительных вычислительных систем с гибридной архитектурой, для описания сейсмических волновых процессов в разномасштабных средах с флюидонасыщенной микроструктурой и областями концентрации напряжений.

Разработаны методы построения статистической модели разломной зоны, включая ядро разлома и прилегающую к нему зону дробления. Проведено численное моделирование процесса распространения сейсмических волн через разломную зону. С использованием методов построения изображений в рассеянных волнах путем глубинной миграции гауссовых пучков получены изображения субсейсмических неоднородностей. Проведен сравнительный анализ статистических свойств изображений и исходной модели. Выделены наиболее информативные параметры изображения, характеризующие статистические свойства разломной зоны. Предложен алгоритм расчета волновых сейсмических полей в моделях со сложным строением верхней части, в частности с нерегулярной топографией свободной поверхности. Подход основан на комбинировании разрывного метода Галеркина и метода конечных разностей. Метод Галеркина, позволяющий с высокой точностью учитывать геометрию резкоконтрастных границ и включений, но требующий высоких вычислительных затрат, используется только в верхней части разреза, тогда как высокоэффективный метод конечных разностей применяется в основной части модели, что позволяет существенно сократить потребность в вычислительных ресурсах.