Large-scale stochastic inverse and data assimilation problems with applications to subsurface imaging

大规模随机反演和数据同化问题及其在地下成像中的应用

基本信息

  • 批准号:
    1228275
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 70万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2012
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2012-09-01 至 2017-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Improvements in sensing technology and experimental measurements have led to an explosion of data in many fields. This is the case for example in imaging and inverse problems. Although many numerical algorithms are available to process this data, until recently the computational cost of processing the data was not the main issue. For example in the field of imaging the space below the land surface of the earth, with application in groundwater and oil exploration, CO2 sequestration, contaminant location, etc., researchers used to have only a limited number of measurements and only coarse reconstruction of the underground was possible. Nowadays it is possible to have hundreds of thousands of measurement data collected at different locations and times. As a result the volume of data to process as well as the resolution of the predictions that are possible have increased tremendously, making many existing methods impractical. To explore the range of solutions consistent with measurements, the prevalent approach is based on a stochastic or probabilistic description of the subsurface properties and is called stochastic inversing. This research will apply novel numerical algorithms to address computational challenges for stochastic inversing in this context.In recent years, there has been a renewed interest in the subsurface (underground) for example in the context of CO2 storage. In this example, CO2 is extracted from emissions in thermal power plants and then injected underground under a geologic layer that is impermeable to CO2. This is an effective technology to reduce CO2 emissions to the atmosphere and allows the continued use of fossil fuel plants such as coal plants without releasing large amounts of greenhouse gases. This technology however has drawbacks; in particular it requires monitoring of the CO2 plume underground to make sure that there is no leak to the surface. This is important for example to provide guarantees to the public, in cases where the surface area above the injection site is populated. Although leakage is extremely rare and would not be a serious cause of concern (CO2 does not become toxic until high levels of concentration), such monitoring is required for complete confidence. Among other objectives, this project will develop novel computer algorithms to allow reconstructing the location of CO2 plumes from measurements taken for example at well sites.
传感技术和实验测量的改进导致了许多领域的数据爆炸。例如,在成像和逆问题中就是这种情况。虽然许多数值算法可用于处理这些数据,但直到最近,处理数据的计算成本才是主要问题。例如,在对地球陆地表面以下的空间成像的领域中,应用于地下水和石油勘探、CO2封存、污染物定位等,研究人员过去只能进行有限数量的测量,只能粗略地重建地下。如今,可以在不同的位置和时间收集数十万个测量数据。因此,要处理的数据量以及可能的预测的分辨率都大大增加,使得许多现有的方法不切实际。为了探索与测量一致的解决方案的范围,流行的方法是基于地下属性的随机或概率描述,称为随机反演。这项研究将采用新的数值算法来解决随机反演在这种情况下的计算挑战。近年来,人们对地下(地下)重新产生了兴趣,例如在CO2储存的背景下。在这个例子中,从热电厂的排放物中提取CO2,然后将其注入地下不透CO2的地质层下。这是一种有效的技术,可以减少二氧化碳排放到大气中,并允许继续使用化石燃料工厂,如煤电厂,而不会释放大量的温室气体。然而,这项技术也有缺点;特别是它需要监测地下的二氧化碳羽流,以确保没有泄漏到地面。例如,在注射部位上方的表面区域有人居住的情况下,这对于向公众提供保证是重要的。虽然泄漏极为罕见,不会引起严重关注(二氧化碳只有在高浓度时才会有毒),但为了完全可靠,需要进行这种监测。除其他目标外,该项目将开发新的计算机算法,以便根据例如在井场进行的测量结果重建CO2羽流的位置。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Eric Darve其他文献

計算力学最前線
计算力学前沿
  • DOI:
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Toru Takahashi;Cris Cecka;Eric Darve;高橋徹
  • 通讯作者:
    高橋徹
An interpolation-based fast multipole integral equation method for wave equation
基于插值的波动方程快速多极积分方程法
  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Emmanuel Agullo;Bérenger Bramas;Olivier Coulaud;Eric Darve;Matthias Messner;Toru Takahashi;Wei Gao;南野宏紀,藤垣元治;Toru Takahashi
  • 通讯作者:
    Toru Takahashi
An acceleration of multipole-to-local operation for low-frequency fast multipole BIEM with GPU
使用 GPU 加速低频快速多极 BIEM 的多极到本地操作
A hybrid method for the parallel computation of Green’s functions
  • DOI:
    10.1016/j.jcp.2009.03.035
  • 发表时间:
    2009-08-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Dan Erik Petersen;Song Li;Kurt Stokbro;Hans Henrik B. Sørensen;Per Christian Hansen;Stig Skelboe;Eric Darve
  • 通讯作者:
    Eric Darve
Parallelization of the IFMM-based preconditioner for 3D Helmholtz BEM
基于 IFMM 的 3D Helmholtz BEM 预处理器的并行化
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Toru Takahashi;Chao Chen;Eric Darve
  • 通讯作者:
    Eric Darve

Eric Darve的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Eric Darve', 18)}}的其他基金

Collaborative Research: Multiscale Methods for the Molecular Simulation of Sensory Mechanotransduction Channels
合作研究:感觉机械传导通道分子模拟的多尺度方法
  • 批准号:
    0718349
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 70万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

基于热量传递的传统固态发酵过程缩小(Scale-down)机理及调控
  • 批准号:
    22108101
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于Multi-Scale模型的轴流血泵瞬变流及空化机理研究
  • 批准号:
    31600794
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于异构医学影像数据的深度挖掘技术及中枢神经系统重大疾病的精准预测
  • 批准号:
    61672236
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    64.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
城镇居民亚健康状态的评价方法学及健康管理模式研究
  • 批准号:
    81172775
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    14.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
嵌段共聚物多级自组装的多尺度模拟
  • 批准号:
    20974040
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    33.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
宇宙暗成分物理研究
  • 批准号:
    10675062
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
针对Scale-Free网络的紧凑路由研究
  • 批准号:
    60673168
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
语义Web的无尺度网络模型及高性能语义搜索算法研究
  • 批准号:
    60503018
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
超声防垢阻垢机理的动态力学分析
  • 批准号:
    10574086
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    35.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
探讨复杂动力网络的同步能力和鲁棒性
  • 批准号:
    60304017
  • 批准年份:
    2003
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

CAREER: Learning Theory for Large-scale Stochastic Games
职业:大规模随机博弈的学习理论
  • 批准号:
    2339240
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 70万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
NOVEL DECOMPOSITION ALGORITHMS FOR GUARANTEED GLOBAL OPTIMIZATION OF LARGE-SCALE NONCONVEX STOCHASTIC PROGRAMS
确保大规模非凸随机程序全局优化的新颖分解算法
  • 批准号:
    2232588
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 70万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Large-scale universal behaviour of Random Interfaces and Stochastic Operators
随机接口和随机算子的大规模通用行为
  • 批准号:
    MR/W008246/1
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 70万
  • 项目类别:
    Fellowship
Stochastic Analysis of Sea-Surface Wind Probability Distribution Modulations by Tropical Modes of Large-Scale Climate Variability
大尺度气候变率热带模态对海面风概率分布调制的随机分析
  • 批准号:
    575569-2022
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 70万
  • 项目类别:
    Alexander Graham Bell Canada Graduate Scholarships - Master's
CRII: CIF: A Machine Learning-based Computational Framework for Large-Scale Stochastic Programming
CRII:CIF:基于机器学习的大规模随机规划计算框架
  • 批准号:
    2243355
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 70万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Scalable Computational Methods for Large-Scale Stochastic Optimization under High-Dimensional Uncertainty
高维不确定性下大规模随机优化的可扩展计算方法
  • 批准号:
    2245674
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 70万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Stochastic Control for Large-Scale Safety-Critical Systems
大规模安全关键系统的随机控制
  • 批准号:
    RGPIN-2020-04892
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 70万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
III: Small: Stochastic Algorithms for Large Scale Data Analysis
III:小型:大规模数据分析的随机算法
  • 批准号:
    2131335
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 70万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Stochastic Control for Large-Scale Safety-Critical Systems
大规模安全关键系统的随机控制
  • 批准号:
    RGPIN-2020-04892
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 70万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Stochastic Control for Large-Scale Safety-Critical Systems
大规模安全关键系统的随机控制
  • 批准号:
    RGPAS-2020-00110
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 70万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Accelerator Supplements
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了