本文關(guān)鍵詞：基于混合并行計算的剩余靜校正模塊研發(fā)與應(yīng)用研究

  更多相關(guān)文章： MPI-OpenMP 混合并行計算 優(yōu)化算法 剩余靜校正 地震資料處理

【摘要】：隨著石油天然氣等能源在當今社會扮演的角色越來越重要,人們對地震勘探技術(shù)的重視也達到空前的高度。地震勘探技術(shù)是提高油氣層勘探準確性的關(guān)鍵,作為地震勘探技術(shù)重要環(huán)節(jié)的剩余靜校正對于分析解讀油氣層分布有著至關(guān)重要的作用。由于實際地震資料數(shù)據(jù)量過于巨大,通過常規(guī)串行計算策略求解剩余靜校正問題的運算花費時間過長,無法滿足日益增長的油氣需求,而并行計算在解決大數(shù)據(jù)量和時間復雜度高的問題上具有明顯的優(yōu)勢。圍繞著剩余靜校正問題的大數(shù)據(jù)量特點,本文主要研究基于混合并行計算的剩余靜校正模塊研發(fā)和應(yīng)用,重點研究基于混合并行計算實現(xiàn)的模型下各種剩余靜校正方法的實現(xiàn)。本文主要完成的研究工作如下所示:(1)對剩余靜校正問題的基礎(chǔ)理論進行了研究,分析了剩余靜校正的非線性和大數(shù)據(jù)量特點,借鑒傳統(tǒng)的模擬遺傳算法的混合策略,改進了混合優(yōu)化算法,并設(shè)計了包括最大能量法、模擬退火法、遺傳算法和改進混合優(yōu)化算法在內(nèi)的幾種優(yōu)化算法解決剩余靜校正問題的基本流程。(2)對并行計算的基礎(chǔ)理論進行了深入研究,重點包括了兩種基于不同存儲結(jié)構(gòu)的并行程序設(shè)計模型:MPI和OpenMP并行編程模型的基本設(shè)計模式和編程基礎(chǔ)等,并對這兩種并行編程模型進行簡單的程序測試,分析其效率。(3)對如何實現(xiàn)剩余靜校正進行了細致分析,深入研究了應(yīng)用于實際剩余靜校正的目標函數(shù)選取和模型道構(gòu)建,以及不同優(yōu)化方法應(yīng)用于實際的剩余靜校正問題的參數(shù)選取和實現(xiàn)步驟,同時在常規(guī)串行模型下完成了各個剩余靜校正方法的實現(xiàn),并給出模型數(shù)據(jù)和實際地震資料對各個不同的剩余靜校正方法進行測試,重點分析各個剩余靜校正方法取得的效果和效率。(4)結(jié)合剩余靜校正問題的特點和并行計算基礎(chǔ),設(shè)計了基于混合并行計算的剩余靜校正實現(xiàn)模型,在該模型下完成了不同最優(yōu)化方法的剩余靜校正,并形成了基于混合并行計算的不同剩余靜校正方法的C程序開發(fā)模塊。給出模型數(shù)據(jù)和實際地震資料對混合并行計算框架下的各個剩余靜校正展開測試,并與常規(guī)串行模型下的各個剩余靜校正進行效果和效率的比較,體現(xiàn)基于混合并行計算的剩余靜校正的優(yōu)勢和特點。
【關(guān)鍵詞】：MPI-OpenMP 混合并行計算 優(yōu)化算法 剩余靜校正 地震資料處理
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P631.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題研究目的及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展態(tài)勢11-15
• 1.2.1 優(yōu)化算法在剩余靜校正中的應(yīng)用12-13
• 1.2.2 并行計算發(fā)展綜述13-15
• 1.3 本文研究內(nèi)容及技術(shù)路線15-17
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)安排17-18
• 第二章 地震數(shù)據(jù)剩余靜校正18-35
• 2.1 剩余靜校正概述18-20
• 2.2 剩余靜校正的假設(shè)條件20-21
• 2.3 剩余靜校正方法原理21-33
• 2.3.1 剩余靜校正的非線性特點21-22
• 2.3.2 最大能量法22
• 2.3.3 模擬退火算法22-26
• 2.3.4 遺傳算法26-32
• 2.3.5 混合優(yōu)化算法32-33
• 2.4 剩余靜校正問題的大數(shù)據(jù)量特點33-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第三章 混合并行計算理論基礎(chǔ)35-49
• 3.1 并行計算基礎(chǔ)35-40
• 3.1.1 并行計算機的分類35-36
• 3.1.2 并行程序設(shè)計模型36-39
• 3.1.3 并行算法概述39-40
• 3.2 MPI并行編程模型40-44
• 3.2.1 MPI并行設(shè)計模式40-41
• 3.2.2 MPI基本函數(shù)41-42
• 3.2.3 MPI程序執(zhí)行流程42
• 3.2.4 MPI簡單程序測試42-44
• 3.3 OpenMP并行編程模型44-47
• 3.3.1 OpenMP模型結(jié)構(gòu)44-45
• 3.3.2 OpenMP編程基礎(chǔ)45-46
• 3.3.3 OpenMP簡單程序測試46-47
• 3.4 混合并行編程模型47-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 第四章 剩余靜校正方法實現(xiàn)49-82
• 4.1 目標函數(shù)及模型道構(gòu)建49-52
• 4.1.1 目標函數(shù)選取49-52
• 4.1.2 模型道構(gòu)建52
• 4.2 最大能量剩余靜校正52-54
• 4.3 模擬退火剩余靜校正54-58
• 4.4 遺傳算法剩余靜校正58-60
• 4.5 混合優(yōu)化剩余靜校正60-62
• 4.6 資料處理效果及分析62-81
• 4.6.1 串行模型62
• 4.6.2 模型數(shù)據(jù)校正效果62-75
• 4.6.3 實際地震資料校正效果75-81
• 4.7 本章小結(jié)81-82
• 第五章 剩余靜校正混合并行計算的實現(xiàn)及應(yīng)用82-105
• 5.1 軟件架構(gòu)與模塊研發(fā)82-84
• 5.2 混合并行計算實現(xiàn)模型84-87
• 5.3 模型數(shù)據(jù)測試87-98
• 5.4 實際資料處理結(jié)果98-104
• 5.5 本章小結(jié)104-105
• 第六章 總結(jié)與展望105-107
• 6.1 本文工作總結(jié)105-106
• 6.1.1 論文主要工作105-106
• 6.1.2 論文創(chuàng)新點及主要貢獻106
• 6.2 研究工作展望106-107
• 致謝107-108
• 參考文獻108-112
• 攻碩期間取得的研究成果112-113

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本文編號：1000696