GPU/CPU协同并行计算海量地震资料叠前逆时偏移理论与应用

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    41104078
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    刘红伟
  • 依托单位：
    中国科学院地质与地球物理研究所
  • 学科分类：
    D0408.油气地球物理学
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

地震叠前逆时偏移技术在地震成像领域的优势毋庸置疑，然而其固有的海量计算和海量存储等缺点已经成为制约这项技术推向实际应用的瓶颈。传统的处理手段和计算机硬件技术已经滞后于石油勘探的需求，多核处理器GPU的出现为逆时偏移提供了新的选择。本项目拟采用GPU/CPU协同并行计算技术加速实现叠前逆时偏移以解决海量计算的问题，加速比比相同价格的CPU集群预计可达50倍以上，从而可加速推广逆时偏移的实际应用。由于单GPU内存较小的缺点，对于三维超大孔径逆时偏移需要采取多GPU多卡并行实现的策略，这也是本项目研究的重点问题之一。另外，我国油田大多位于陆上，起伏地表的问题不可回避，因此本项目将开展从起伏地表直接进行逆时偏移的研究。最后，针对近几年来国际上逆时偏移研究的焦点和难点以及实际生产的需求，本项目拟开展VTI/TTI各向异性叠前逆时偏移及GPU加速方面的研究。

结项摘要

1、研究了声波方程无数值频散的快速展开解析解法，在此基础上分析了有限差分法数值频散产生的原因，并采用最小二乘方法对相对误差进行优化，大幅度提高了数值模拟的精度；采用了非分裂的最有匹配层吸收边界条件，优势是适合GPU加速；.2、深化研究了叠前逆时偏移在实际应用中的关键技术环节。提出了一种适合GPU加速的起伏地表边界条件的处理方法；在随机边界法研究得基础上，提出了两种新的波场重构策略，用以解决逆时偏移中的波场存储问题；分析了逆时偏移过程中的成像假频问题并提出了相应的反假频解决方案；研究并实现了各向异性声波逆时偏移方法。.3、开发了地震波场声波正演模拟软件《GPU/CPU协同并行计算地震波场正演室内采集系统》并将其推广到实际生产中，处理了Chevron，新疆哈拉哈塘， 西秋171线，中石化起伏地表二维波场模拟以及南阳油田，中石化加蓬海三维区块数值模拟等项目，取得了良好的经济效益和社会效益；.4、开发了地震波场声波叠前逆时偏移软件《GPU/CPU协同并行计算地震波场叠前逆时偏移系统》并将其推广到实际生产中，处理了南阳油田，西秋171线的二维实际资料逆时偏移以及江汉油田潭口区块，青海油田坤北区块，华北油田中岔口区块以及南阳油田某区块等三维实际资料的逆时偏移处理，取得了良好的实际效果并实现了良好的经济效益和社会效益；

项目成果

期刊论文数量（9）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（2）
专利数量（0）
Stability of reverse time migration in TTI media
TTI 介质中逆时偏移的稳定性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Chinese Journal of Geophysics
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Li Bo;Li Min;Liu Hong-Wei;Liu Hong
  • 通讯作者：
    Liu Hong
用于声波方程数值模拟的时间-空间域有限差分系数确定新方法
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    地球物理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    梁文全;杨长春;王彦飞;刘红伟
  • 通讯作者：
    刘红伟
A Fourier integral algorithm and its GPU/CPU collaborative implementation for one-way wave equation migration
一种单向波动方程偏移的傅里叶积分算法及其GPU/CPU协同实现
  • DOI：
    10.1016/j.cageo.2011.10.029
  • 发表时间：
    2012-08
  • 期刊：
    Computers & Geosciences
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Liu, Hong-wei;Liu, Hong;Tong, Xiao-Long;Liu, Qin
  • 通讯作者：
    Liu, Qin
The issues of prestack reverse time migration and solutions with Graphic Processing Unit implementation
叠前逆时偏移问题及图形处理单元实现的解决方案
  • DOI：
    10.1111/j.1365-2478.2011.01032.x
  • 发表时间：
    2012-09
  • 期刊：
    Geophysical Prospecting
  • 影响因子：
    2.6
  • 作者：
    Liu, Hongwei;Li, Bo;Liu, Hong;Tong, Xiaolong;Liu, Qin;Wang, Xiwen;Liu, Wenqing
  • 通讯作者：
    Liu, Wenqing
Comment on #39;Reverse time migration with source wavefield reconstruction strategy#39;
给某事物发表意见
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Journal of Geophysics and Engineering
  • 影响因子：
    1.4
  • 作者：
    Liu, Hongwei;Liu, Hong
  • 通讯作者：
    Liu, Hong

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其他文献

起伏地表叠前逆时偏移理论及GPU加速技术
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    地球物理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘红伟;刘洪;李博;王鑫;佟小龙;刘钦
  • 通讯作者：
    刘钦
感应耦合与谐振耦合无线电能传输的比较研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    电气技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘红伟;张波;黄润鸿;肖文勋;郭上华
  • 通讯作者：
    郭上华
高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的凝固态显微组织
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    中国有色金属学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    熊柏青;张永安;刘红伟;贺昕
  • 通讯作者：
    贺昕
不同裂解条件对生物炭稳定性的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    环境科学和技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陆海楠;胡学玉;刘红伟
  • 通讯作者：
    刘红伟
数字化导航模板辅助儿童胸椎椎弓根螺钉置钉的准确性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    中国组织工程研究
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王建;李志军;张元智;刘红伟
  • 通讯作者：
    刘红伟

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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