基于图形处理器的伪谱和高阶有限差分混合方法地震波数值模拟.pdf

"基于图形处理器的伪谱和高阶有限差分混合方法地震波数值模拟" 本文主要讨论了基于图形处理器的伪谱和高阶有限差分混合方法在地震波数值模拟中的应用。图形处理器（GPU）由于其高度并行性，在计算此类问题中有显著的优势。作者们实现了基于CUDA平台的混合方法二维地震波场模拟，并将CPU与GPU版本的运行时间进行了对比。结果表明，基于CUDA的并行模拟方法在保证计算精度的同时显著地提高了计算速度，为开展大规模非均匀地球介质地震波传播数值模拟提供了一种可选的方法。 知识点1：伪谱和高阶有限差分混合方法 伪谱和高阶有限差分混合方法是一种有效的计算地震波场的方法。该方法在垂直方向采用交错网格有限差分算子，利用其并行度高的特点，在水平方向采用伪谱算子，保留其高精度的优点。 知识点2：图形处理器（GPU）在计算中的应用 图形处理器（GPU）由于其高度并行性，在计算此类问题中有显著的优势。GPU可以大幅度提高计算速度，提高计算效率。 知识点3：CUDA平台 CUDA是一种由英伟达（NVIDIA）公司推出的统一计算设备架构平台。该平台极大地简化了GPU编程的难度，为开发者提供了一个高效的开发环境。 知识点4：混合方法二维地震波场模拟 混合方法二维地震波场模拟是指结合伪谱和高阶有限差分方法来模拟地震波场的方法。这种方法可以充分发挥GPU的并行计算能力，提高计算速度和精度。 知识点5：并行计算 并行计算是指将计算任务分解成多个小任务，然后使用多个处理器同时执行这些任务，以提高计算速度。GPU由于其高度并行性，非常适合并行计算。 知识点6：地震波场模拟 地震波场模拟是指使用数学模型来模拟地震波的传播过程。这其中包括了波动方程、有限差分方法、伪谱方法等技术。 知识点7：大规模非均匀地球介质地震波传播数值模拟 大规模非均匀地球介质地震波传播数值模拟是指使用数学模型来模拟地球内部的地震波传播过程。这其中包括了模拟地球内部的介质结构、地震波的传播路径等技术。 本文讨论了基于图形处理器的伪谱和高阶有限差分混合方法在地震波数值模拟中的应用，并证明了这种方法的有效性和可靠性，为开展大规模非均匀地球介质地震波传播数值模拟提供了一种可选的方法。