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基于交错网格Fourier伪谱微分矩阵算子的地震波场模拟GPU加速方案
  • ISSN号:0001-5733
  • 期刊名称:地球物理学报
  • 时间:2010
  • 页码:2964-2971
  • 分类:P631[天文地球—地质矿产勘探;天文地球—地质学]
  • 作者机构:[1]中国科学院深圳先进技术研究院,深圳518055, [2]中国科学院地质与地球物理研究所,北京100029, [3]中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司研究院,上海200120
  • 相关基金:国家高技术研究发展计划(863计划)(2007AA122164)、国家自然科学基金项目(40874024)和广东省自然科学基金项目(10478922035-X00491)联合资助.
  • 相关项目:众核计算环境下高效地震波多尺度波形反演研究
中文摘要:

作为高精度波形反演或逆时偏移的重要组成部分,地震波数值模拟对计算速度和效率提出了更高要求.GPU通用计算技术的产生及其内在数据并行性,为高效地震波数值模拟应用和研究得以有效开展奠定了基础.本文借助交错网格的Fourier伪谱微分矩阵算子和GPU上高效矩阵乘法,实现了复杂介质中地震波模拟的高效算法.数值试验表明,优化后的GPU计算相比CPU单核计算在大规模二维地震波场计算中获得至少100x以上的加速比.这对我们快速分析目标反射层在地震剖面中同相轴位置,制定优化采集方案具有重要意义.

英文摘要:

As a crucial part of high-resolution waveform inversion and reverse time migration, seismic modeling demands a high efficiency of computation. The general-purpose GPU computing technology provides a fundamental basis as for GPU was naturally designed with data parallelism. By virtue of staggered-grid Fourier pseudo-spectral differentiation matrix operator, solving wave equation can be easily implemented on GPU by matrix multiplication. In large-scale twodimensional wavefield computation, optimized single GPU forward seismic modeling can achieve at least 100x faster than that of single CPU using only one core. The high speedup of GPU/CPU implementation enables us to quickly recognize seismic events of the reflectors of different layers in common shot profile, which is helpful for optimizing the acquisition configuration in field work.

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期刊信息
  • 《地球物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国地球物理学会 中国科学院地质与地球物理研究所
  • 主编:刘光鼎
  • 地址:北京9825信箱
  • 邮编:100029
  • 邮箱:actageop@mail.igcas.ac.cn
  • 电话:010-82998105
  • 国际标准刊号:ISSN:0001-5733
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2074/P
  • 邮发代号:2-571
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,第二届国家期刊奖,中国期刊方阵“双高”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰地学数据库,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国地质文献预评数据库,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),美国石油文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:31618