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井中地震粘弹介质波动方程正演并行算法研究

翁苏蓉  
【摘要】:对地质模型进行波场正演计算可以模拟地震波在地下介质中的传播规律,以明确地质体地震记录特征。本文从粘弹性介质的概念着手说明,并将粘弹性介质的波动方程推导出来,使用交错网格有限差分的方法求解粘弹性介质的速度—应力方程,并介绍震源的特性。地震勘探方向的问题都涉及到大规模的复杂计算,为提高程序计算效率与速度,本文将使用OpenMP并行技术结合正演进行并行运算。论文主要对粘弹性交错网格有限差分波动方程数值模拟进行探讨,并实现基于OpenMP并行技术实现并行计算。主要得出以下成果:本文采用的是应力—速度方程时间二阶空间八阶有限差分法方法模拟二维粘弹性介质模型斜井井中观测系统中各炮点到各个接收点的正演结果。本文使用了VSP和逆VSP两种观测系统进行正演模拟,正演方法可以得到各炮的水平分量和垂直分量的波场快照和地震记录,并对两种观测系统的正演结果进行对比。本文对并行技术进行了介绍和说明,主要对OpenMP进行了深入了解,对其并行模式和并行方法进行了详细介绍和了解。本文实现了OpenMP并行技术的正演方法的并行算法,采取按炮分任务的方式,大幅度地减少了运算时间。在采用不同线程数进行运算后得出,线程数越多,并行的性能越高,且串行运算时间越长,并行运算的效率越高。


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