三维交错网格Lowrank有限差分地震波数值模拟及GPU加速

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• 作者：严君刘洪
• 会议时间：2014-10-19
• 关键词：地震勘探 ; 地震波 ; 数值模拟 ; 图形加速 ; 三维交错网格 ; 有限差分
• 作者单位：中国科学院地质与地球物理研究所 北京 100029
• 母体文献：2014年中国地球科学联合学术年会论文集
• 会议名称：2014年中国地球科学联合学术年会
• 会议地点：北京
• 主办单位：中国地球物理学会
• 语种：chi
• 分类号：P63

摘要

高精度及高效率地震波数值模拟是地震偏移成像和全波形反演的基础.通常,有限差分算子可在空间或时间-空间域拟合频散曲线获得优化差分系数,而Lowrank有限差分通过Lowrank分解近似空间-波数域算子求解最优差分系数.相比较于常规有限差分算子,Lowrank有限差分算子可在较高波数域拟合频散曲线,从而能有效地压制数值频散,提高计算精度.但对于三维声波和弹性波Lowrank有限差分正演模拟,除了有限差分正演本身计算量巨大,求解Lowrank有限差分系数Lowrank分解计算昂贵,其很大程度上降低了正演模拟计算效率.本文在前人的研究基础之上,利用区域分解和GPU加速技术,将二维声波交错网格Lowrank有限差分方法推广应用到三维声波和弹性波正演模拟.SEG/EAGE 3D盐丘模型数值模拟结果表明,GPU加速三维声波和弹性波交错网格Lowrank有限差分地震波正演模拟具有较高计算精度和计算效率,其可为三维逆时偏移和全波形反演提供有力支撑.