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

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• 责任者：龙桂华^c中国科学院深圳先进技术研究院^d1981^e博士^f助理研究员 ; 李小凡^c中国科学院地质与地球物理研究所 ; 江东辉^c中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司研究院
• 刊名：地球物理学报
• 出版年：2010
• 卷期：53^b12
• 关键词：弹性波 ; 波动方程20^a地震勘探 ; 地震偏移 ; 阻尼系数 ; 正演问题 ; 二维模型 ; 有限差分法30^a波场模拟
• 页码：2964～2971
• 索书号：P260.66/141
• 图表：^c表1参27插图
• 分类号：2100
• 文摘期号：2011/06

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。该文借助交错网格的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。