地震正演模擬技術(shù)作為地震學(xué)和地震勘探技術(shù)的一種基礎(chǔ)工具,能夠確定礦產(chǎn)儲(chǔ)層與地震屬性的關(guān)系,揭示不同物理性質(zhì)介質(zhì)的地震響應(yīng)特征,所以在各個(gè)領(lǐng)域,地震正演模擬技術(shù)得到了廣泛的實(shí)際應(yīng)用。在地震勘探中,完全各向同性介質(zhì)和橫向各向異性介質(zhì)是最普遍的對(duì)稱模型。本文以彈性波波動(dòng)理論為基礎(chǔ),采用有限差分方法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)了完全各向同性介質(zhì)和橫向各向異性介質(zhì)的正演模擬算法,并實(shí)現(xiàn)了完全各向同性介質(zhì)正演結(jié)果的縱橫波分量。本文主要研究?jī)?nèi)容有下面幾個(gè)方面。(1)實(shí)現(xiàn)了彈性波方程的數(shù)值模擬的GPU并行計(jì)算算法,探討了GPU并行算法的一般優(yōu)化方法。針對(duì)本文算法,借助P2P技術(shù)使算法可以進(jìn)行多GPU擴(kuò)展,能夠計(jì)算更大的模型并且進(jìn)一步提高的計(jì)算效率,并且針對(duì)反復(fù)計(jì)算位移導(dǎo)數(shù)會(huì)遭遇訪存受限的問(wèn)題,引入了使用共享內(nèi)存的方法來(lái)提高算法性能。(2)研究了各向同性介質(zhì)和橫向各向異性介質(zhì)的模擬方法。通過(guò)介質(zhì)的Lame參數(shù),能夠正演模擬各向同性介質(zhì)的波場(chǎng)傳播情況;通過(guò)介質(zhì)的Thomson參數(shù)表征,能夠計(jì)算得到介質(zhì)的剛度矩陣系數(shù),進(jìn)而可以對(duì)VTI介質(zhì)和HTI介質(zhì)中地震波的傳播進(jìn)行正演模擬。(3)在各向同性介質(zhì)的條件下,對(duì)正演結(jié)果做旋度和散...

【文章來(lái)源】： 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【文章目錄】：
摘要
abstract
1.引言
    1.1 選題背景和研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與趨勢(shì)
        1.2.1 彈性波有限差分正演模擬研究現(xiàn)狀
        1.2.2 縱橫波分離的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 GPU加速計(jì)算研究現(xiàn)狀
    1.3 論文研究?jī)?nèi)容與章節(jié)安排
2.波動(dòng)方程理論
    2.1 彈性波動(dòng)方程基礎(chǔ)理論
        2.1.1 本構(gòu)方程
        2.1.2 運(yùn)動(dòng)微分方程
        2.1.3 幾何方程
        2.1.4 彈性波方程的thomsen參數(shù)表征
    2.2 波動(dòng)方程有限差分?jǐn)?shù)值解
        2.2.1 波動(dòng)方程的差分近似
        2.2.2 差分穩(wěn)定性條件
        2.2.3 吸收邊界
    2.3 亥姆霍茲分解理論
3.GPU并行計(jì)算
    3.1 GPU編程模型
    3.2 GPU執(zhí)行模型
    3.3 GPU性能優(yōu)化
    3.4 多GPU編程
4.算法實(shí)現(xiàn)
    4.1 三維彈性波正演GPU算法
    4.2 波場(chǎng)分離和矯正
    4.3 模型試驗(yàn)
    4.4 二維正演程序GUI設(shè)計(jì)
5.結(jié)論與建議
    5.1 工作總結(jié)
    5.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]地震波震源加載方式對(duì)波場(chǎng)特征的影響 [J]. 全紅娟,朱光明,王晉國(guó),李桂花.  西北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(06)
[2]三維交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分地震波模擬的GPU集群實(shí)現(xiàn) [J]. 龍桂華,趙宇波,李小凡,高琴,王周.  地球物理學(xué)進(jìn)展. 2011(06)
[3]地震疊前逆時(shí)偏移算法的CPU/GPU實(shí)施對(duì)策 [J]. 李博,劉紅偉,劉國(guó)峰,佟小龍,劉洪,郭建,裴江云.  地球物理學(xué)報(bào). 2010(12)
[4]準(zhǔn)噶爾車排子地區(qū)沙灣組含油砂巖地震正演模擬 [J]. 張?jiān)沏y,張建寧.  石油勘探與開發(fā). 2010(01)
[5]山地地震資料疊前時(shí)間偏移方法及其GPU實(shí)現(xiàn) [J]. 劉國(guó)峰,劉洪,李博,劉欽,佟小龍.  地球物理學(xué)報(bào). 2009(12)
[6]波動(dòng)方程有限差分法中的頻散與假頻分析 [J]. 孫成禹,宮同舉,張玉亮,張文穎.  石油地球物理勘探. 2009(01)
[7]地震疊前時(shí)間偏移的一種圖形處理器提速實(shí)現(xiàn)方法 [J]. 李博,劉國(guó)峰,劉洪.  地球物理學(xué)報(bào). 2009(01)
[8]完全匹配層吸收邊界條件的研究 [J]. 王永剛,邢文軍,謝萬(wàn)學(xué),朱兆林.  中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2007(01)
[9]波場(chǎng)模擬中的數(shù)值頻散分析與校正策略 [J]. 吳國(guó)忱,王華忠.  地球物理學(xué)進(jìn)展. 2005(01)
[10]非規(guī)則三角網(wǎng)格有限差分法地震正演模擬 [J]. 褚春雷,王修田.  中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2005(01)

碩士論文
[1]交錯(cuò)網(wǎng)格高階差分?jǐn)?shù)值模擬及疊前逆時(shí)偏移[D]. 周學(xué)明.長(zhǎng)安大學(xué). 2010



本文編號(hào)：3541874