网格并行编程方法及其在地震波场正演模拟中的应用

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1、万方数据第9卷第5期解放军理工大学学报(自然科学版)V01．9No．52008年10月JournalofPI。AUniversityofScienceandTechnologyOct．2008文章编号：1009—3443(2008)05—0502—05网格并行编程方法及其在地震波场正演亓雪冬h3，李模拟中的应用霞2'梁鸿1，刘昶1，仝兆岐1’3(1．中国石油大学计算机与通信工程学院，山东东营257062；2．中国石油大学信息与控制工程学院，山东东营257062；3．中国石油大学地球资源与信息学院。山东东营257062)摘要：波动方程的地震波场正演模拟是研究复杂地

2、区地震资料采集、处理和解释的有效辅助手段，其巨大的计算量往往是单台计算机难以承受的。MPICH—G2是传统的紧耦合并行策略在网格中的实现，然而它对网格环境要求高，带宽需求大，且已不能适应目前基于WebService的网格架构。研充并实现了网格松散耦合并行策略，将任务按照粗粒度方式划分，减少子任务间同步次数和通信量，有机地将网格计算和波动方程的地震波场正演模拟结合起来。由于地震波场正演模拟是计算密集型任务，节点间数据传输量并不很大，非常适合这种松散耦合的并行策略。实验表明，这种网格并行方式可以有效地减少地震波场正演模拟的时间，提高效率。关键词：网格计算；松散耦合并

3、行策略；地震正演模拟中图分类号：TP393文献标识码：AImplementofgridlooselycoupledparallelprogrammingstrategyinseismicforwardmodelingQJXue—don91～，LIXia2，LIANGHon91，L彤Chan91，TONGZhao—qil'3(1．CollegeofComp．andComm．EngineeringofChinaUniversityofPetroleum，Dongying257062，China；2．CollegeofInfo．andControlEngineerin

4、gofChinaUniversityofPetroleum，Dongying257062，China；3．CollegeofGeo—resourcesandInformationofChinaUniversityofPetroleum，Dongying257062，China)Abstract：TheseismicwavefieldforwardsimulationiSalleffectiveaidedmethodtostudyseismicdataae—quisition，processingandinterpretationinvariouscomplexa

5、reas．Howeverthelargeamountofeomputa—tionmakesitunaffordabeforonlyonecomputer．MPICH—G2isatraditionaltightlycoupledparallelmethodwhichhasahighdemandforthegridenvironmentandbandwidth．Anewlooselycoupledparallelstrategywasstudiedandimplemented，withthetasksdividedintosmallonestOreducesynch

6、ronoustimesandcommunicationvolume．Seismicwavefieldforwardmodelingingridwasimplementedbyusingthisstrategy．Theresultsshowthatthisstrategyreducescomputingtimeandimprovescomputationalefficien—cy·Keywords：gridcomputing；looselycoupledparallelstrategy；seismicforwardmodeling地震波场正演模拟可以帮助我们正确理

7、解不同收稿日期：2008—05-18．基金项目：中国石油天然气集团公司中青年创新基金资助项目(07E1024)．作者简介：亓雪冬(1978一)，男．博士生．联系人：全兆岐．教授．博士生导师；研究方向：地球物理勘探、计算机网络、数据库；E—mail：tongzq@upc．edu．Cn．类型的地质特征在地震记录上的表现形式，全面认识地震波在各种介质中的传播特点，帮助毹释观测数据并搞清地质构造的有效手段[1]。地震正演模拟主要包括数值模拟和物理模拟两大类。其中有限差分数值模拟具有精度高，对环境依赖小，对各种地质形态适应性强，节约成本等优点，被众多地球物理学万方数据ht

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