基于GPU计算的地震波场高阶有限差分正演研究

摘要：

本文介绍地震波场高阶有限差分正演及其GPU计算问题,通过数值模拟技术实现地震波正演.对于声波方程,利用泰勒级数展开式得出波动方程的高阶有限差分格式及其离散表达式.运用C++语言和CUDA编写二维和三维GPU正演程序,使用共享存储器提升GPU线程间通信传输速度,并且改善了三维模型情况下共享存储器容量对有限差分阶数的限制问题.建立不同尺度模型针对二维和三维GPU正演程序和CPU正演程序进行计算测试,比较两个程序的计算效率.测试结果表明,无论是在二维和三维的模型下,GPU正演程序的计算耗时都远远小于CPU正演程序的计算耗时,且随着计算数据量的增大,加速效果越来越显著,测试结果可以很好地证明GPU程序相对于单CPU程序计算的高效性.

关键词：地震波场、有限差分算法、二维和三维正演、GPU

所属期刊栏目：25

分类号：P631;O242

资助基金：国家自然科学基金41104083;41274069.

在线出版日期：2016-08-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1-12