對(duì)地質(zhì)模型進(jìn)行波場(chǎng)正演計(jì)算可以模擬地震波在地下介質(zhì)中的傳播規(guī)律,以明確地質(zhì)體地震記錄特征。本文從粘彈性介質(zhì)的概念著手說(shuō)明,并將粘彈性介質(zhì)的波動(dòng)方程推導(dǎo)出來(lái),使用交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分的方法求解粘彈性介質(zhì)的速度—應(yīng)力方程,并介紹震源的特性。地震勘探方向的問(wèn)題都涉及到大規(guī)模的復(fù)雜計(jì)算,為提高程序計(jì)算效率與速度,本文將使用OpenMP并行技術(shù)結(jié)合正演進(jìn)行并行運(yùn)算。論文主要對(duì)粘彈性交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分波動(dòng)方程數(shù)值模擬進(jìn)行探討,并實(shí)現(xiàn)基于OpenMP并行技術(shù)實(shí)現(xiàn)并行計(jì)算。主要得出以下成果:本文采用的是應(yīng)力—速度方程時(shí)間二階空間八階有限差分法方法模擬二維粘彈性介質(zhì)模型斜井井中觀測(cè)系統(tǒng)中各炮點(diǎn)到各個(gè)接收點(diǎn)的正演結(jié)果。本文使用了VSP和逆VSP兩種觀測(cè)系統(tǒng)進(jìn)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(chǎng)快照和地震記錄,并對(duì)兩種觀測(cè)系統(tǒng)的正演結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。本文對(duì)并行技術(shù)進(jìn)行了介紹和說(shuō)明,主要對(duì)OpenMP進(jìn)行了深入了解,對(duì)其并行模式和并行方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹和了解。本文實(shí)現(xiàn)了OpenMP并行技術(shù)的正演方法的并行算法,采取按炮分任務(wù)的方式,大幅度地減少了運(yùn)算時(shí)間。在采用不同線程數(shù)進(jìn)行運(yùn)算后得出,線程數(shù)越多... 

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(guó)內(nèi)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(zhì)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 地震勘探中并行技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究?jī)?nèi)容與研究思路
第二章 粘彈性介質(zhì)
    2.1 粘彈性介質(zhì)的性質(zhì)
    2.2 粘彈性介質(zhì)分類
        2.2.1 麥克斯韋爾（Maxwell）介質(zhì)
        2.2.2 開(kāi)爾芬（Kelvin）介質(zhì)
        2.2.3 達(dá)朗貝爾介質(zhì)
        2.2.4 三元件標(biāo)準(zhǔn)線性粘彈性介質(zhì)
        2.2.5 波爾茨曼介質(zhì)
    2.3 粘彈性介質(zhì)波動(dòng)方程
        2.3.1 彈性介質(zhì)波動(dòng)方程
        2.3.2 粘彈性介質(zhì)波動(dòng)方程
    2.4 粘彈性介質(zhì)品質(zhì)因子
        2.4.1 品質(zhì)因子
        2.4.2 品質(zhì)因子和介質(zhì)速度的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系
        2.4.3 品質(zhì)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(cuò)網(wǎng)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(jié)構(gòu)
    4.2 并行計(jì)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(diǎn)
        4.3.3 OpenMP并行方法
        4.3.4 編譯制導(dǎo)
        4.3.5 環(huán)境變量
        4.3.6 內(nèi)存模型
    4.4 并行程序設(shè)計(jì)
        4.4.1 并行程序設(shè)計(jì)思路
        4.4.2 并行支撐環(huán)境
        4.4.3 并行算法實(shí)現(xiàn)過(guò)程
        4.4.4 程序界面實(shí)現(xiàn)
第五章 理論資料測(cè)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(cè)試對(duì)比
    5.3 并行算法性能評(píng)價(jià)
        5.3.1 模型說(shuō)明
        5.3.2 運(yùn)算時(shí)間說(shuō)明
        5.3.3 并行加速比及效率說(shuō)明
結(jié)論及展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于OpenMP的一階聲波方程波場(chǎng)并行算法[J]. 方金偉,白洪濤,孫惠敏.  物探化探計(jì)算技術(shù). 2015(05)
[2]基于多線程并行計(jì)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(cuò)網(wǎng)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(xué)進(jìn)展. 2013(06)
[4]基于傅氏變換有限差分的三維波動(dòng)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(jì).  物探化探計(jì)算技術(shù). 2012(04)
[5]基于OpenMP技術(shù)的多核處理器程序的開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)[J]. 孫洪迪,高柱.  北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2010(01)
[6]基于隨機(jī)各向同性背景的粘彈性單斜介質(zhì)二維三分量正演模擬[J]. 唐啟軍,韓立國(guó),王恩利,劉前坤.  西北地震學(xué)報(bào). 2009(01)
[7]波動(dòng)方程變網(wǎng)格步長(zhǎng)有限差分?jǐn)?shù)值模擬[J]. 孫成禹,李勝軍,倪長(zhǎng)寬,張玉華.  石油物探. 2008(02)
[8]多核微機(jī)基于OpenMP的并行計(jì)算[J]. 蔡佳佳,李名世,鄭鋒.  計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2007(10)
[9]井間地震粘彈性波場(chǎng)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(chǎng)模擬[J]. 殷文,印興耀,吳國(guó)忱,梁鍇.  地球物理學(xué)報(bào). 2006(02)

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

碩士論文
[1]粘彈性介質(zhì)中的聲波方程及其有限差分?jǐn)?shù)值模擬[D]. 趙童鑫.西南石油大學(xué) 2016
[2]VSP資料各向異性成像與應(yīng)用研究[D]. 陳沅忠.中國(guó)石油大學(xué)(華東) 2014
[3]三維VSP波動(dòng)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(xué) 2011
[4]交錯(cuò)網(wǎng)格高階差分波場(chǎng)數(shù)值模擬在工程勘探中的應(yīng)用研究[D]. 朱輝.長(zhǎng)安大學(xué) 2010
[5]安全算法并行計(jì)算研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 陳秋麗.西安電子科技大學(xué) 2010
[6]粘彈性波動(dòng)方程正演模擬與參數(shù)反演[D]. 單啟銅.中國(guó)石油大學(xué) 2007
[7]海底地震儀觀測(cè)的粘彈性地層地震波場(chǎng)正演模擬[D]. 盧秀麗.吉林大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3721027