對地質模型進行波場正演計算可以模擬地震波在地下介質中的傳播規(guī)律,以明確地質體地震記錄特征。本文從粘彈性介質的概念著手說明,并將粘彈性介質的波動方程推導出來,使用交錯網格有限差分的方法求解粘彈性介質的速度—應力方程,并介紹震源的特性。地震勘探方向的問題都涉及到大規(guī)模的復雜計算,為提高程序計算效率與速度,本文將使用OpenMP并行技術結合正演進行并行運算。論文主要對粘彈性交錯網格有限差分波動方程數(shù)值模擬進行探討,并實現(xiàn)基于OpenMP并行技術實現(xiàn)并行計算。主要得出以下成果:本文采用的是應力—速度方程時間二階空間八階有限差分法方法模擬二維粘彈性介質模型斜井井中觀測系統(tǒng)中各炮點到各個接收點的正演結果。本文使用了VSP和逆VSP兩種觀測系統(tǒng)進行正演模擬,正演方法可以得到各炮的水平分量和垂直分量的波場快照和地震記錄,并對兩種觀測系統(tǒng)的正演結果進行對比。本文對并行技術進行了介紹和說明,主要對OpenMP進行了深入了解,對其并行模式和并行方法進行了詳細介紹和了解。本文實現(xiàn)了OpenMP并行技術的正演方法的并行算法,采取按炮分任務的方式,大幅度地減少了運算時間。在采用不同線程數(shù)進行運算后得出,線程數(shù)越多... 

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 選題的目的及意義
    1.2 國內外研究及發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 有限差分法研究現(xiàn)狀
        1.2.2 粘彈介質研究現(xiàn)狀
        1.2.3 地震勘探中并行技術研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內容與研究思路
第二章 粘彈性介質
    2.1 粘彈性介質的性質
    2.2 粘彈性介質分類
        2.2.1 麥克斯韋爾（Maxwell）介質
        2.2.2 開爾芬（Kelvin）介質
        2.2.3 達朗貝爾介質
        2.2.4 三元件標準線性粘彈性介質
        2.2.5 波爾茨曼介質
    2.3 粘彈性介質波動方程
        2.3.1 彈性介質波動方程
        2.3.2 粘彈性介質波動方程
    2.4 粘彈性介質品質因子
        2.4.1 品質因子
        2.4.2 品質因子和介質速度的經驗關系
        2.4.3 品質因子的頻散
    2.5 相速度
第三章 有限差分法正演模擬
    3.1 有限差分格式
        3.1.1 有限差分法格式基本原理
        3.1.2 交錯網格有限差分法
    3.2 震源模擬
        3.2.1 震源子波
        3.2.2 震源的類型
    3.3 邊界條件
        3.3.1 最佳吸收邊界條件
        3.3.2 衰減吸收邊界條件
        3.3.3 PML吸收邊界條件
第四章 OpenMP并行算法
    4.1 多核體系結構
    4.2 并行計算模型
    4.3 OpenMP并行算法
        4.3.1 OpenMP的發(fā)展和現(xiàn)狀
        4.3.2 OpenMP的特點
        4.3.3 OpenMP并行方法
        4.3.4 編譯制導
        4.3.5 環(huán)境變量
        4.3.6 內存模型
    4.4 并行程序設計
        4.4.1 并行程序設計思路
        4.4.2 并行支撐環(huán)境
        4.4.3 并行算法實現(xiàn)過程
        4.4.4 程序界面實現(xiàn)
第五章 理論資料測試
    5.1 模型試算
        5.1.1 水平層狀模型
        5.1.2 傾斜界面模型
        5.1.3 組合模型
    5.2 商業(yè)軟件測試對比
    5.3 并行算法性能評價
        5.3.1 模型說明
        5.3.2 運算時間說明
        5.3.3 并行加速比及效率說明
結論及展望
參考文獻
攻讀學位期間取得的研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于OpenMP的一階聲波方程波場并行算法[J]. 方金偉,白洪濤,孫惠敏.  物探化探計算技術. 2015(05)
[2]基于多線程并行計算的有限差分法彈性波數(shù)值模擬[J]. 周洲.  硅谷. 2015(04)
[3]基于可變交錯網格的地震波數(shù)值模擬[J]. 孟凡順,李洋森,王璐,鄧志勇,張亮.  地球物理學進展. 2013(06)
[4]基于傅氏變換有限差分的三維波動方程正演模擬并行算法[J]. 熊高君,彭更新,賀振華,高宏亮,肖又軍,黃德濟.  物探化探計算技術. 2012(04)
[5]基于OpenMP技術的多核處理器程序的開發(fā)實現(xiàn)[J]. 孫洪迪,高柱.  北京工業(yè)職業(yè)技術學院學報. 2010(01)
[6]基于隨機各向同性背景的粘彈性單斜介質二維三分量正演模擬[J]. 唐啟軍,韓立國,王恩利,劉前坤.  西北地震學報. 2009(01)
[7]波動方程變網格步長有限差分數(shù)值模擬[J]. 孫成禹,李勝軍,倪長寬,張玉華.  石油物探. 2008(02)
[8]多核微機基于OpenMP的并行計算[J]. 蔡佳佳,李名世,鄭鋒.  計算機技術與發(fā)展. 2007(10)
[9]井間地震粘彈性波場特征的數(shù)值模擬研究[J]. 宋常瑜,裴正林.  石油物探. 2006(05)
[10]高精度頻率域彈性波方程有限差分方法及波場模擬[J]. 殷文,印興耀,吳國忱,梁鍇.  地球物理學報. 2006(02)

博士論文
[1]OpenMP編譯與優(yōu)化技術研究[D]. 陳永健.清華大學 2004

碩士論文
[1]粘彈性介質中的聲波方程及其有限差分數(shù)值模擬[D]. 趙童鑫.西南石油大學 2016
[2]VSP資料各向異性成像與應用研究[D]. 陳沅忠.中國石油大學(華東) 2014
[3]三維VSP波動方程正演模擬與偏移成像方法研究[D]. 沈銘成.成都理工大學 2011
[4]交錯網格高階差分波場數(shù)值模擬在工程勘探中的應用研究[D]. 朱輝.長安大學 2010
[5]安全算法并行計算研究與實現(xiàn)[D]. 陳秋麗.西安電子科技大學 2010
[6]粘彈性波動方程正演模擬與參數(shù)反演[D]. 單啟銅.中國石油大學 2007
[7]海底地震儀觀測的粘彈性地層地震波場正演模擬[D]. 盧秀麗.吉林大學 2004



本文編號：3721027