本文關(guān)鍵詞：CUDA并行架構(gòu)下三維重力反演加速技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：重力正演是已知地下物性求地上觀測(cè)面的重力異常值,其反演問題是根據(jù)地上觀測(cè)面的重力異常值求地下場(chǎng)源體的物性以及形態(tài)。重力異常反演在地球物理勘探中有著十分重要的作用,是了解地質(zhì)體場(chǎng)源特征最便捷的途徑。采用長(zhǎng)方體剖分單元求物性的三維反演技術(shù),因模型參數(shù)易于操作、能模擬任意復(fù)雜地質(zhì)體、可使用分離格架技術(shù)減少存儲(chǔ)量等優(yōu)點(diǎn),已成為重力反演的一個(gè)主要技術(shù)手段。對(duì)于線性或者非線性的物性反演方案,即使使用了分離格架等技術(shù),正演的計(jì)算量仍然在整個(gè)反演流程中占很大比重,當(dāng)反演達(dá)到一定規(guī)模,整個(gè)反演計(jì)算99%的計(jì)算量都是由正演計(jì)算產(chǎn)生的,因此加快正演計(jì)算速度對(duì)整個(gè)反演流程有重要意義。本文利用NVIDIA CUDA并行計(jì)算平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了基于GPU的三維重力正演與反演計(jì)算。對(duì)于正演計(jì)算,本文研究了幾何格架的等效存儲(chǔ)技術(shù),在此基礎(chǔ)上首次提出了幾何格架的空間局部性,并應(yīng)用此性質(zhì)對(duì)GPU正演計(jì)算程序進(jìn)行深入優(yōu)化,獲得了普通版本的GPU正演計(jì)算程序的4倍加速。對(duì)于反演計(jì)算,闡明了基于深度加權(quán)的反演方法是一個(gè)嚴(yán)格凸二次規(guī)劃問題,并在CUDA異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)上設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了基于共軛梯度法的整個(gè)反演流程,給出了數(shù)值模擬結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：CUDA 并行計(jì)算 重力反演 正演計(jì)算 共軛梯度法
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P631.1;TP338.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 引言8-11
• 1.1 三維重力反演背景及研究現(xiàn)狀8
• 1.2 GPU通用計(jì)算平臺(tái)8-9
• 1.3 本文貢獻(xiàn)9-10
• 1.4 論文組織10-11
• 第2章 CUDA計(jì)算平臺(tái)介紹11-18
• 2.1 硬件架構(gòu)11-16
• 2.1.1 概述11-13
• 2.1.2 開普勒架構(gòu)13-16
• 2.2 優(yōu)化策略簡(jiǎn)介16-18
• 2.2.1 概述16-17
• 2.2.2 內(nèi)核分析17-18
• 第3章 重力正演理論及其快速計(jì)算18-41
• 3.1 重力正演理論18-27
• 3.1.1 正演公式18-19
• 3.1.2 模型剖分19-21
• 3.1.3 幾何格架等效存儲(chǔ)21-23
• 3.1.4 幾何格架并行化23-26
• 3.1.5 實(shí)驗(yàn)26-27
• 3.2 正演并行化27-41
• 3.2.1 GPU基準(zhǔn)程序27-32
• 3.2.2 幾何格架的空間局部性32-34
• 3.2.3 深入優(yōu)化34-41
• 第4章 重力反演理論41-46
• 4.1 TIKHONOV正則化反演理論41-44
• 4.2 凸二次規(guī)劃問題44-46
• 4.2.1 嚴(yán)格凸二次多元函數(shù)44-45
• 4.2.2 凸二次問題求解方法45-46
• 第5章 重力反演流程設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)46-65
• 5.1 CPU端設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)46-50
• 5.2 GPU端設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)50-61
• 5.2.1 第Ⅰ類算式50-52
• 5.2.2 第Ⅱ類算式52-55
• 5.2.3 第Ⅲ類算式55-59
• 5.2.4 第Ⅳ類算式59-61
• 5.3 反演數(shù)值模擬61-65
• 結(jié)論65-67
• 工作總結(jié)65
• 研究展望65-67
• 致謝67-68
• 參考文獻(xiàn)68

【相似文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：CUDA并行架構(gòu)下三維重力反演加速技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：434793