地震纵波吸收边界条件处理方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种地震纵波吸收边界条件处理方法及装置，该方法包括：确定三维速度模型中每一点的波场值的初始值；根据当前时刻和当前时刻的前一时刻的波场值，计算当前时刻的下一时刻的第一波场值；根据第一波场值，利用GPU的寄存器阻塞算法计算当前时刻的下一时刻的单程波波场值；利用第一波场值和单程波波场值计算GPU内存的最慢速方向和第二快速方向的吸收边界条件；根据第一波场值，利用GPU的共享内存阻塞算法计算当前时刻的下一时刻的单程波波场值；利用第一波场值和单程波波场值计算GPU内存的最快速方向的吸收边界条件。本申请可以减少全局内存的读取次数，提高地震纵波波动方程数值模拟的总体运算效率。动方程数值模拟的总体运算效率。动方程数值模拟的总体运算效率。

【技术实现步骤摘要】
地震纵波吸收边界条件处理方法及装置


[0001]本申请涉及地球物理勘探地震波数值模拟
，尤其涉及一种地震纵波吸收边界条件处理方法及装置。

技术介绍

[0002]本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
[0003]地震纵波波动方程模拟是一种通过数值方法求解波动方程，进而估计纵波在地球介质中传播特征的方法。研究人员和工程师可以通过该方法指导地震勘探中的施工设计，分析采集信号中的有效成分和识别地震剖面中的构造特征。此外，该方法还是许多新方法、新技术，如全波形反演和最小二乘偏移的核心基础。因此，高效的地震纵波波动方程模拟技术有助于提高石油地球物理勘探的效率。
[0004]在进行地震纵波波动方程三维数值模拟时，需要同时计算偏微分算子以及处理吸收边界条件，其中吸收边界是为了衰减由于计算机数值边界引起的虚假反射而人为设置的额外计算区域，在真实地质体中是不存在的。
[0005]为了提高地震纵波波动方程模拟的效率，许多学者基于图形处理器(Graphics Pr本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地震纵波吸收边界条件处理方法，其特征在于，所述方法包括：分别确定地震纵波传播的三维速度模型在三个维度的吸收边界条件，三维速度模型的三个维度分别表示GPU内存的最慢速方向、第二快速方向和最快速方向；初始化三维速度模型中每一点在三维地震波数值模拟的初始时刻以及初始时刻的前一时刻的波场值；针对三维数值模拟的初始时刻至终止时刻之间的每个时刻，执行下述方法计算吸收边界条件内每个点的波场值：根据当前时刻和当前时刻的前一时刻的波场值，利用声波动方程的数值算法计算当前时刻的下一时刻的第一波场值；根据第一波场值，利用GPU的寄存器阻塞算法计算当前时刻的下一时刻的单程波波场值，作为第二波场值；利用第一波场值和第二波场值计算GPU内存的最慢速方向和第二快速方向的吸收边界条件内每个点的波场值；根据第一波场值，利用GPU的共享内存阻塞算法计算当前时刻的下一时刻的单程波波场值，作为第三波场值；利用第一波场值和第三波场值计算GPU内存的最快速方向的吸收边界条件内每个点的波场值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在初始化三维速度模型中的每一点在三维地震波数值模拟的初始时刻及初始时刻的前一时刻的波场值之后，所述方法包括：将初始时刻作为当前时刻，计算当前时刻的下一时刻三维速度模型的吸收边界条件内每个点的波场值；在初始时刻的下一时刻三维速度模型的吸收边界条件内每个点的波场值计算完毕后，将初始时刻的下一时刻作为当前时刻，重新计算当前时刻的下一时刻三维速度模型的吸收边界条件内每个点的波场值。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述利用声波动方程的数值算法计算当前时刻的下一时刻的第一波场值，包括：根据计算当前时刻的下一时刻的第一波场值其中，＝为赋值号，y、x和z分别表示当前计算点在空间坐标系中的位置，y表示GPU内存的最慢速方向，x表示GPU内存的第二快速方向，z表示GPU内存的最快速方向，y＝0,1,2,
···
,ny-1，x＝0,1,2,
···
,nx-1，z＝0,1,2,
···
,nz-1，ny、nx和nz分别用于表示三维速度模型在三个维度上的大小；n表示当前时刻，n-1表示当前时刻的上一时刻，n+1表示当前时刻的下一时刻；Δs表示两个相邻计算点在空间上的间隔；Δt表示两个相邻计算点在时间上的间隔；c表示地震纵波在介质中的传播速度；f表示震源函数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用GPU的寄存器阻塞算法计算当前时刻的下一时刻的单程波波场值，作为第二波场值，包括：根据当前时刻与当前时刻的前一时刻吸收边界条件中每个点的第一波场值，定义寄存
器的初始值；根据寄存器的初始值，确定当前时刻的下一时刻的单程波波场值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，定义的寄存器为5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，定义的寄存器为和针对GPU内存的最慢速方向，所述寄存器的初始值为针对GPU内存的最慢速方向，所述寄存器的初始值为和针对GPU内存的第二快速方向，所述寄存器的初始值为针对GPU内存的第二快速方向，所述寄存器的初始值为和其中，y1∈y，y1＝w-1,w-2,
···
,0；x1∈x，x1＝w-1,w-2,
···
,0，w用于表示吸收边界条件的长度。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，针对GPU内存的最慢速方向，所述根据寄存器的初始值，确定当前时刻的下一时刻的单程波波场值，包括：根据计算当前时刻的下一时刻的单程波波场值利用第一波场值和第二波场值计算GPU内存的最慢速方向的吸收边界条件内每个点的波场值，包括：根据计算GPU内存的最慢速方向的吸收边界条件内点(y1,x,z)的波场值；其中，T
11
＝(2-r)(1-r)/2，T
12
＝r(2-r)，T
13
＝r(r-1)/2，r＝cΔt/Δs。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，针对GPU内存的第二快速方向，所述根据寄存器的初始值，确定当前时刻的下一时刻的单程波波场值，包括：根据计算当前时刻的下一时刻的单程波波场值利用第一波场值和第二波场值计算GPU内存的最慢速方向的吸收边界条件内每个点的波场值，包括：根据计算GPU内存的第二快速方向的吸收边界条件内点(y,x1,z)的波场值；其中，T
11
＝(2-r)(1-r)/2，T
12
＝r(2-r)，T
13
＝r(r-1)/2，r＝cΔt/Δs。8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据第一波场值，利用GPU的共享内存阻塞算法计算当前时刻的下一时刻的单程波波场值，作为第三波场值，包括：
根据当前时刻与当前时刻的前一时刻吸收边界条件中每个点的第一波场值，定义共享内存的初始值；根据共享内存的初始值，确定当前时刻的下一时刻的单程波波场值。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，定义的共享内存为S
C
和S
p
，共享内存的初始值为根据共享内存的初始值，确定当前时刻的下一时刻的单程波波场值，包括：根据计算当前时刻的下一时刻的单程波波场值其中，z1∈z，z1＝w-1,w-2,
···
,0，i＝0,1,2,
···
,w+1，j＝0,1,2,
···
,w+3，T
11
＝(2-r)(1-r)/2，T
12
＝r(2-r)，T
13
＝r(r-1)/2，r＝cΔt/Δs，w用于表示吸收边界条件的长度。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，利用第一波场值和第三波场值计算GPU内存的最快速方向的...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯思安，王春明，胡英，崔栋，张才，李萌，张征，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：