3D TTI逆时偏移成像及多GPU优化

发布时间：2020-12-13 14:19

　　随着油气勘探工作的快速发展和勘探目标复杂程度的提升,传统的基于各向同性假设的单程波声波方程偏移成像效果不理想,难以达到实际勘探要求,尤其是宽方位各向异性地震资料。基于各向异性介质逆时偏移方法越来越受到重视。精确的各向异性成像被视为复杂各向异性构造地区成像的突破点。大量实践观察研究表明,TI介质是对地球介质各向异性的一种典型近似。本文以3DTTI介质逆时偏移方法为中心,基于多GPU并行加速技术,提出了一套实用的TTIRTM实现方法。主要研究内容有如下几方面:（1）.采用空间10阶精度、时间二阶精度的有限差分格式,并分析了数值模拟的稳定性条件,最终实现了TTI RTM的快速计算,并利用BP2007 TTI模型及3D TTI盐丘模型验证算法的准确性,获得了较好性能优化和成像效果。（2）.针对TTI介质模拟中的P-SV波耦合造成的伪横波干扰问题,提出薄层过渡带的“各向同性层”处理方法,压制伪横波,压制效果较好。（3）.针对TTI介质逆时偏移大存储量的问题,引入随机速度边界以及其他四个参数对应的“均匀各向异性边界”,扩展了随机边界在TTI介质中的应用。（4）.分别从代码并行度、kernel以及C... 

【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－ｌ?ＧＰＵ的ＳＭ结构??２．２?ＧＰＵ执行模型??

２．３?ＧＰＵ编程模型??ＧＰＵ编程平台ＣＵＤＡ，包括一个硬件驱动程序和一个应用程序接口（ＡＰＩ），??还提供了两个数学计算库ＣＵＦＦＴ和ＣＵＢＬＡＳ?（如图２－３），是程序员无需调用复杂??的图形ＡＰＩ接口。ＣＵＤＡ的ＡＰＩ还兼容标准的Ｃ语言库，类似于Ｃ语言的一个拓展。??９??

ＧＰＵ作为主ＣＰＵ的协处理器，并行执行多个线程。开发人员编译函数到设备??端（Ｄｅｖｉｃｅ）?ＧＰＵ的指令集合中，将数据并行的、计算密集的部分传输到ＧＰＵ上??执行，串行部分在主机上交由主机端（Ｈｏｓｔ）?ＣＰＵ执行（如图２－４）。主机和设备??都保留自己的ＤＲＡＭ，分别称为主机内存（ｈｏｓｔ?ｍｅｍｏｒｙ）和设备内存（ｄｅｖｉｃｅ??ｍｅｍｏｒｙ）。用户可以通过优化的ＡＰＩ调用直接内存访问（ＤＭＡ），将数据从－个??ＤＲＡＭ复制到其他ＤＲＡＭ中。因此在程序中必须声明函数调用是在ＣＰＵ上还是在??ＧＰＵ?上。??ＣＰＵ?］?ＧＰＵ??Ｉ?「—７＂￣．‘??：?．．?．，：?■＇￣????Ｉ?Ｄｅｖｉｃｅ??｜Ｋｅ「ｄ［－ｉ?．ｊｃ．Ｍｃｔｌ??［?Ｉ?Ｂｌｏｃｋ?Ｉ?Ｂｌｏｃｋ?Ｉ?Ｂｌｏｃｋ??｜?（〇，〇）?｜?（Ｕ〇）?｜?（２，０）?｜??Ｉ?ＢｌｏｃＪ＾Ｉ?Ｂｌｏｃｋ?１?Ｂｌｏｃｋ??｜?０?＞）?｜?（２Ｊ）?｜??ｐＰｌ－４－＾＾／广］＼??ｖｌ??Ｊ?Ｂｌｏｃｋ?（１，?１）＾?＊?Ｉ??Ｉ?Ｉｉｉｌ．ｕＩ?ｉ?Ｉ?Ｉｒ＾ｈｉ?Ｉｈｕ．ｕｌ?ＩＩｖａｍ．Ｉ?Ｉｌｉ

【参考文献】：
期刊论文
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[2]频率域波形反演中与频率相关的影响因素分析[J]. 刘国峰,刘洪,孟小红,闫浩飞.  地球物理学报. 2012(04)
[3]地震叠前逆时偏移算法的CPU/GPU实施对策[J]. 李博,刘红伟,刘国峰,佟小龙,刘洪,郭建,裴江云.  地球物理学报. 2010(12)
[4]地震叠前逆时偏移中的去噪与存储[J]. 刘红伟,刘洪,邹振,崔永福.  地球物理学报. 2010(09)
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[6]山地地震资料叠前时间偏移方法及其GPU实现[J]. 刘国峰,刘洪,李博,刘钦,佟小龙.  地球物理学报. 2009(12)
[7]波动方程有限差分法中的频散与假频分析[J]. 孙成禹,宫同举,张玉亮,张文颖.  石油地球物理勘探. 2009(01)
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硕士论文
[1]基于GPU的地震资料处理并行加速研究[D]. 孙永涛.西南石油大学 2015



本文编号：2914677