本文選題：超廣角 + 單程波算子�。� 參考：《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：在過去的幾十年里,基于單程波波動方程的傳統(tǒng)單程波算子廣泛應(yīng)用在理論研究和實(shí)際生產(chǎn)中。與雙程波算子相比,單程波算子效率更高,需要的計(jì)算資源更少。在解決大型三維問題時,單程波算子的這兩個優(yōu)勢顯得尤其重要。然而由于與生俱來的廣角限制,傳統(tǒng)單程波算子不能模擬傳播角度接近或超過90°的地震波。由于單程波算子只能沿著特定的方向傳播(一般是深度方向),所以模擬回轉(zhuǎn)波和反射波的問題超出了單程波算子的能力范圍。我們發(fā)展了三維超廣角單程波傳播算子來克服傳統(tǒng)單程波算子的這種廣角限制,并且在帶有大角度結(jié)構(gòu)的復(fù)雜模型中使用超廣角算子來模擬傳播角度為超廣角(即大于90°)的回轉(zhuǎn)波,以此解決模擬和成像問題。具體實(shí)現(xiàn)中,通過特定的疊加格式,將下行波場和水平傳播的波場疊加起來,保留優(yōu)勢方向上的正確波場,使得波場計(jì)算更加準(zhǔn)確。為了將不同方向的波場進(jìn)行疊加,設(shè)計(jì)了依賴于傳播角度的權(quán)函數(shù),并討論了權(quán)函數(shù)的性質(zhì)。由于三維問題計(jì)算的復(fù)雜性,在GPU上進(jìn)行并行計(jì)算,以提高效率。為此,設(shè)計(jì)了一套適用于GPU架構(gòu)的工作流程。數(shù)值算例表明,超廣角單程波算子比傳統(tǒng)單程波算子具有更高的計(jì)算精度,在含有豎直結(jié)構(gòu)的成像中有更好的表現(xiàn)。事實(shí)上,超廣角單程波傳播算子可以基于任何單程波方法,提高地震波模擬和成像的效果。雖然超廣角算子的計(jì)算效率和內(nèi)存消耗比單程波算子差,但是優(yōu)于雙程波方法,實(shí)際中也是可以接受的。
[Abstract]:In the past few decades, the traditional one-way wave operators based on the one-pass wave equation have been widely used in theoretical research and practical production. Compared with two-pass wave operator, one-way wave operator is more efficient and requires less computing resources. In solving large-scale three-dimensional problems, these two advantages of one-way wave operator are particularly important. However, due to the inherent wide angle limitation, the traditional one-way wave operator can not simulate the seismic waves with propagation angles close to or greater than 90 擄. Because the one-way wave operator can only propagate along a specific direction (usually the depth direction), the problem of simulating the rotational wave and the reflected wave is beyond the capability of the one-way wave operator. In order to overcome the limitation of traditional one-pass wave operator, we developed a three-dimensional ultra-wide-angle one-way wave propagator. In order to solve the problem of simulation and imaging, a complex model with large angle structure is used to simulate the wave propagation with an ultra-wide angle (that is, more than 90 擄) by using the extended angle operator. In the concrete realization, the downlink wave field and the horizontal propagation wave field are superimposed by a specific superposition format, and the correct wave field in the dominant direction is retained, which makes the wave field calculation more accurate. In order to superposition the wave fields in different directions, the weight function which depends on the propagation angle is designed, and the properties of the weight function are discussed. Due to the complexity of 3D problem computation, parallel computation is carried out on GPU to improve the efficiency. Therefore, a set of workflow suitable for GPU architecture is designed. Numerical examples show that the ultra-wide-angle one-way wave operator has higher computational accuracy than the traditional single-pass wave operator and has better performance in imaging with vertical structure. In fact, the ultra-wide-angle one-way wave propagator can improve the effect of seismic wave simulation and imaging based on any one-way wave method. Although the computational efficiency and memory consumption of the ultra-wide-angle operator are worse than that of the single-pass wave operator, they are superior to the two-pass wave method and are acceptable in practice.
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P631.4

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本文編號：1947715