地震波場數(shù)值模擬不僅是地震學(xué)的重要基礎(chǔ),也是地震勘探中一個重要的研究方向,不僅可以通過數(shù)值模擬來獲得模型中地震波傳播的路徑和旅行時,也可以為復(fù)雜地區(qū)地震數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理及解釋提供理論依據(jù)。隨著地震勘探難度的日益增加,通過地震波場數(shù)值模擬,可以研究地震波在不同介質(zhì)中的傳播規(guī)律和特點。有限差分方法是一種直接將微分問題轉(zhuǎn)變成代數(shù)問題的近似數(shù)據(jù)解法,精度較高,是目前數(shù)值模擬領(lǐng)域應(yīng)用最廣的方法,在地震波場數(shù)值模擬領(lǐng)域具有重要的作用。不同的地質(zhì)構(gòu)造會產(chǎn)生不同的地震波場,因此利用有限差分?jǐn)?shù)值模擬方法理論研究不同結(jié)構(gòu)模型的地震波的傳播具有重要的意義。本文主要利用有限差分法作了二維各向同性介質(zhì)中彈性波波場數(shù)值模擬。首先推導(dǎo)了彈性波的二階運動方程和一階速度-應(yīng)力方程,并以此為基礎(chǔ),分別推導(dǎo)了高階常規(guī)網(wǎng)格的差分格式和高階交錯網(wǎng)格的差分格式,并給出對應(yīng)的差分系數(shù)。分析了影響有限差分穩(wěn)定性以及產(chǎn)生頻散的因素,提出了相應(yīng)的解決方法。論文研究了地震數(shù)值模擬的邊界條件,重點分析了 Higdon吸收邊界和PML吸收邊界,推導(dǎo)了一階和二階Higdon邊界以及PML邊界的表達式,通過模型試算比較了它們的吸收效果,得出了 ... 

【文章來源】：山東科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題依據(jù)和研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的主要研究內(nèi)容和技術(shù)路線圖
2 波動方程及有限差分格式推導(dǎo)
    2.1 彈性波波動方程
    2.2 有限差分的原理及格式推導(dǎo)
    2.3 彈性波波動方程常規(guī)網(wǎng)格有限差分推導(dǎo)
    2.4 彈性波波動方程交錯網(wǎng)格有限差分推導(dǎo)
3 有限差分?jǐn)?shù)值模擬中的若干關(guān)鍵問題
    3.1 震源的選擇
    3.2 穩(wěn)定性和收斂性
    3.3 頻散分析
    3.4 邊界條件
4 彈性波方程有限差分?jǐn)?shù)值模擬算例
    4.1 含孔洞模型試算
    4.2 含裂縫模型試算
    4.3 Corner-Edge模型試算
5 GPU在有限差分?jǐn)?shù)值模擬中的應(yīng)用
    5.1 GPU及CUAD簡介
    5.2 CUDA編程的實現(xiàn)
    5.3 基于GPU加速的數(shù)值模擬主要參數(shù)分析
6 結(jié)論及展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 不足與展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間重要成果


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]CPU-GPGPU異構(gòu)體系結(jié)構(gòu)相關(guān)技術(shù)綜述[J]. 徐新海,林宇斐,易偉.  計算機工程與科學(xué). 2009(S1)
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碩士論文
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本文編號：3044169