發(fā)布時(shí)間：2023-09-24 19:07

　　正演作為反演的基礎(chǔ),一直是計(jì)算數(shù)學(xué)和地球科學(xué)工作者的重點(diǎn)研究對象。每一個(gè)地球科學(xué)研究人員都希望可以在盡可能符合實(shí)際地層復(fù)雜度的條件下,使用一種準(zhǔn)確、高效、低頻散的正演算法進(jìn)行數(shù)值模擬。本文同樣帶著這樣的期望,對三維粘彈性介質(zhì)中的地震波傳播進(jìn)行了研究。我們將ONADM方法擴(kuò)展到了粘彈性介質(zhì)中,在此基礎(chǔ)上,綜合利用非線性最優(yōu)化理論、Fourier分析方法和Monte-Carlo方法,研究了 ONADM方法的穩(wěn)定性、頻散關(guān)系等理論性質(zhì)。研究表明,ONADM方法較中心差分(FD)方法、LWC方法和SG方法能更好地壓制數(shù)值頻散,這意味著ONADM方法在一個(gè)波長內(nèi)需要的網(wǎng)格點(diǎn)更少,即ONADM方法能在較大的空間步長條件下有效壓制數(shù)值頻散,計(jì)算存儲量更小,計(jì)算效率更高;本文提出了并行化ONADM方法,采用并行計(jì)算解決了普通計(jì)算機(jī)無法承受大規(guī)模三維正演問題所需計(jì)算資源的問題。針對本文給出的數(shù)值算例,我們通過對加速比和并行效率的分析發(fā)現(xiàn)ONADM方法的加速比和并行效率大約是SG方法的1.8倍;數(shù)值算例表明:(1)在粘彈性介質(zhì)中,使用ONADM方法基于不同的速度模型進(jìn)行數(shù)值模擬,得到的波場快照清晰、無頻散...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景和研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 粘彈性介質(zhì)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 數(shù)值模擬技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 高性能計(jì)算
    1.3 本文的安排
第2章 粘彈性介質(zhì)理論
    2.1 粘彈性介質(zhì)基本性質(zhì)
    2.2 粘彈性介質(zhì)基本模型
    2.3 粘彈性波動(dòng)方程的建立
    2.4 本章小結(jié)
第3章 粘滯聲波方程的SG和ONADM格式
    3.1 交錯(cuò)網(wǎng)格方法
        3.1.1 時(shí)間上的2M階泰勒展開
        3.1.2 空間上的2N階泰勒展開
        3.1.3 交錯(cuò)網(wǎng)格離散格式
    3.2 近似解析離散化
        3.2.1 最優(yōu)近似解析離散化方法
        3.2.2 穩(wěn)定性分析
        3.2.3 頻散關(guān)系分析
    3.3 本章小結(jié)
第4章 并行的最優(yōu)近似解析離散化方法
    4.1 并行計(jì)算簡介
        4.1.1 并行計(jì)算體系
        4.1.2 并行程序設(shè)計(jì)
        4.1.3 并行語言
    4.2 MPI并行實(shí)現(xiàn)
        4.2.1 MPI定義
        4.2.2 MPI編程實(shí)現(xiàn)
    4.3 并行計(jì)算機(jī)性能測評
        4.3.1 加速比分析
        4.3.2 并行效率分析
        4.3.3 可擴(kuò)張性
    4.4 本章小結(jié)
第5章 各向同性介質(zhì)中的粘滯聲波波場數(shù)值模擬
    5.1 模型1
    5.2 模型2
    5.3 模型3
    5.4 模型4
    5.5 本章小節(jié)
第6章 總結(jié)和下一步工作
    6.1 論文總結(jié)
    6.2 下一步工作
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果



本文編號：3848576