地震數(shù)據(jù)全波形反演作為一種可以充分利用地震波信息的反演方法,其反演結(jié)果具有較高的分辨率;同時,對于復(fù)雜地下構(gòu)造及巖性信息,全波形反演具有其他反演方法無法比擬的潛力優(yōu)勢。時間域彈性波全波形反演作為一種高度非線性反演方法,通過求取由實(shí)測地震數(shù)據(jù)與模擬地震數(shù)據(jù)殘差而建立的目標(biāo)泛函的極小值來獲取地下真實(shí)地質(zhì)模型。本文從全波形反演方法的研究現(xiàn)狀入手,以聲波方程、彈性波方程為例,分別對交錯網(wǎng)格有限差分方法和完美匹配層(PML)邊界條件進(jìn)行了研究。采用Lagrange乘子法推導(dǎo)出一階速度—應(yīng)力彈性波動方程的伴隨方程,并采用共軛梯度法進(jìn)行了迭代反演試算。鑒于目標(biāo)泛函在梯度類算法的迭代過程中容易陷入局部極小值的問題,本文對時間域多尺度反演方法進(jìn)行了研究和試算,得到令人滿意的結(jié)果。最后,由于全波形反演需要海量的運(yùn)算和存儲,本文分別對基于CUDA平臺的GPU并行計(jì)算方法以及有效邊界存儲方法進(jìn)行研究以提高反演的效率。

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 背景、目的及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 GPU并行計(jì)算研究現(xiàn)狀
        1.2.2 全波形反演方法研究現(xiàn)狀
    1.3 本論文研究的主要內(nèi)容
第2章 時間域波動方程正演模擬
    2.1 時間域波動方程
        2.1.1 聲波波動方程
        2.1.2 彈性波波動方程
    2.2 有限差分解法
    2.3 吸收邊界條件
    2.4 正演數(shù)值模擬及算例
        2.4.1 數(shù)值頻散與穩(wěn)定性分析
        2.4.2 數(shù)值算例
第3章 時間域波動方程反演基本原理
    3.1 全波形反演
        3.1.1 反演與正演的關(guān)系
        3.1.2 全波形反演方法
    3.2 一階速度—應(yīng)力彈性波動方程反演法的伴隨方程
    3.3 共軛梯度法
    3.4 多尺度全波形反演
    3.5 反演流程及數(shù)值算例
第4章 時間域波動方程反演效率研究
    4.1 GPU并行計(jì)算及CUDA平臺
    4.2 并行加速數(shù)值算例
    4.3 有效邊界存儲方法
    4.4 優(yōu)化流程及數(shù)值算例
第5章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：3916109