基于大地电磁二维反演的MPI和CUDA并行算法研究

大地电磁测深法属于天然场源的电磁勘探方法,是以岩石的电性差异为基础和前提的勘探方法。所采用的大地电磁二维反演方法为共轭梯度法,该方法避免了求解雅可比矩阵,效率较高,但是在将模型剖分较细时,多频率进行计算时效率有待提高。基于大地电磁频率依次独立处理数据的特点,采用了MPI的并行算法来提高效率,为了使得计算效率更高,在MPI的基础上增加了CUDA并行运算方法,用多个进程同时来计算各频率数据,在求解方程的过程中采用CUDA进行加速,得到计算结果。通过对正演和反演图的比较,验证了程序的正确性。对并行算法的效率进行了统计,进程数为2~4时,加速比能达到2.15~3.09,比单一的MPI并行算法的加速比要高,验证了程序的有效性。

基于最高频相位法和空间滤波法的二维模型的大地电磁静态校正

静态效应一直是影响大地电磁测深法精确性的主要原因之一。在相位校正法的基础上提出了一种更适用于电性变化较为平缓的地质情况的静态校正方法—最高频相位法,其核心是用需要校正测点两侧受静态效应影响较小测点的最高频视电阻率的算术平均值代替相位法递推公式中每个频点前一个频点的视电阻率值,以消除相位法中的误差积累。以二维模型的正反演为例,通过对比空间滤波法、相位法和最高频相位法对不同模型静态校正前后的正反演结果,证明了最高频相位法的有效性和优越性,同时表明,对于电阻率变化大并且静态位移严重的水平层状地层模型,采用与空间滤波法相结合的联合校正效果更佳。

基于大地电磁二维反演的MPI并行算法研究

大地电磁测深法是以岩石的电性差异为基础和前提的勘探方法.本文所采用的大地电磁二维反演方法为共轭梯度法,该方法避免了求解雅可比矩阵,效率较高,但是在将模型剖分为较细网格,多频率进行计算时效率有待提高.基于大地电磁根据各频率依次独立处理数据的特点,在本文中采用了MPI并行运算方法,用多个进程同时来计算各频率数据,最后再将数据进行收集,得到最后的计算结果.通过对正演和反演结果的比较,验证了程序的正确性.对并行算法的效率进行了统计,进程数为2~8时,加速比能达到1.63~2.64,验证了并行算法的有效性.

琼东南盆地岩石圈伸展模拟探讨——以测线1为例

在挠曲悬臂梁模型的基础上,利用二维正、反演相结合的方法,对琼东南盆地近垂直于盆地走向、过陆架、陆坡的测线1岩石圈不同圈层的伸展因子进行计算。其中,上地壳伸展因子是通过统计地震剖面上断层水平伸展量获得,介于1.678~2.238之间;全地壳伸展因子则采用拉伸前后地壳厚度之比的方法,分布在1.251~2.468之间;岩石圈伸展因子利用剖面二维反演回剥和正演伸展模拟得到的,分布在1.062~2.647之间。沿剖面方向不同圈层的伸展因子综合对比分析表明,琼东南盆地岩石圈发生了随深度变化的伸展,但并非简单的随深度增加,而可能与岩石圈不同层次的流变学特征及伸展前岩石圈流变性的不均匀性有关。