导读:本文包含了正演快速算法论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:磁法正演,自适应多层快速多极算法,四面体网格,地形
正演快速算法论文文献综述
肖晓,黄保尚,任政勇,汤井田[1]（2019）在《基于自适应多层快速多极算法的大规模磁法正演模拟》一文中研究指出提出了一种基于非结构化四面体以及带地形模型的自适应多层快速多极大规模磁法快速正演算法.该算法弥补了传统积分方法采用FFT加速计算时不能采用非结构化网格的缺陷;同时采用自适应快速多极算法突破积分求和方法求解大规模磁法问题耗时长的突出问题.首先,采用非结构化的四面体网格剖分技术能够更好的模拟复杂模型以及带地形模型,实现磁法模型的高精度模拟;其次,采用一种自适应多层快速多极(AMFM)算法实现大规模磁法正演求解.通过将计算区域划分为近区和远区,对近区采用解析计算高精度求解,对远区采用自适应多层快速多极算法进行加速计算,假设有M个观测点,N个四面体源单元,可将计算复杂度由传统积分求和法的O(MN)减少到O(Mlog N).本文设计了组合体模型以及安徽怀宁地区的实际地形模型,模型计算结果体现了采用该方法进行大规模复杂模型叁维磁法正演模拟的高效性和准确性.(本文来源于《地球物理学报》期刊2019年03期）
卢永超[2]（2018）在《航空电磁叁维积分方程快速正演算法研究》一文中研究指出随着国家经济的高速增长,现有的各类矿产资源无法满足需求。电磁法通常被用来做矿产资源勘查,在地面条件良好的区域,地面电磁法勘探起着非常重要的作用。但是在地质环境恶劣的地方,地面电磁法无法进行,潜藏资源很难被发现,因此航空电磁勘探技术成为重要的勘查手段。相比于微分方法,积分方程技术在叁维数值计算中占据很大优势,其只需剖分异常区域,离散形成的系数矩阵小,对计算机内存需求少。但是对于大型异常体来说,离散后形成的矩阵是密实的,极大的降低了积分方程的求解效率。传统积分方程主要分为直接解法和迭代解法,在网格数较少的情况下,直接求解速度快;当剖分的网格数增多时,密实矩阵求逆很难实现,因此对于大型复杂异常区域来说,迭代求解法优势较大。常规的积分方程方法在求解大型线性方程组耗费了大量的计算时间。因此Born(1993)提出了近似解法,该方法避免了大型线性方程组的求解,计算速度非常快,计算精度低;Zhdanov(1996)提出了准线性近似(Quasi-linear approximation,QL)、准解析近似(Quasi-analytical approximation,QA)等近似方法,较大程度提升了近似解法的计算精度,但是这些近似方法只有在满足特定的条件下才能获得理想的计算效果。基于航空电磁(Airborne Electromagnetic,AEM)采用移动源探测和数据采集量大的特点,结合近似方法的优点,本文提出快速傅里叶变换-高阶准解析近似方法以及快速多重网格准线性近似(Fast Multigrid Quasi-linear approximation,FMGQL)方法,在保证精度的同时,极大的提升了AEM正演效率。此外,本文对比了共轭梯度法、双共轭梯度法和稳定双共轭梯度法的计算效率,研究了多个异常体和不规则模型的积分方程求解方法。经过大量的数值模拟和对比研究,本文得出以下结论:(1)快速傅里叶变换-高阶准解析近似方法是AEM正演模拟的有效算法,其计算速度较传统的积分方程法和Marcoair程序有较大提升,特别在网格数较多的情况下,计算优势非常明显;(2)与传统的方法相比,快速傅里叶变换能够大幅加速矩阵与向量的乘积,提升计算效率高;(3)利用压缩算子技术可以保证任何情况下的并矢格林函数系数收敛,保证了快速傅里叶变换-高阶准解析近似方法的计算速度,同时利用OpenMP并行加速技术可以同时计算多个点的正演模拟,成倍的节省了计算成本;(4)FMGQL方法结和快速傅里叶变换实现矩阵与向量乘积,极大的加快了求解速度,同时FMGQL更加适合于大型网格的求解;(5)不均匀背景电导率法适合计算间距较大的多个异常体模型,利用“合一法”计算不规则模型更加高效。(本文来源于《吉林大学》期刊2018-06-01）
黄保尚,任政勇,汤井田,肖晓[3]（2017）在《基于自适应多层快速多极算法的大规模磁法正演模拟》一文中研究指出磁法是一种重要的地球物理勘探方法,被广泛应用于固体矿产与石油天然气勘探、地质构造填图以及深部与区域构造研究等方面。磁法正演模拟作为磁法数据解释和反演的基础,一直是国内外学者的研究热点。目前,磁法正演主要分为两大类:频率域和空间域。频率域磁法正演主要采用快速傅里叶变换法和小波变换,具有计算速度快的特点,但是只能采用规则的六面体单元剖分网格,不适合模拟带地形(本文来源于《2017中国地球科学联合学术年会论文集（二十一）——专题44：深部资源探测技术与矿集区立体探测》期刊2017-10-15）
谢剑刚[4]（2017）在《快速高精度正演算法在声波/弹性波逆时偏移中的应用》一文中研究指出逆时偏移技术(Reverse time migration,RTM)主要应用于解决地震成像问题,是现行偏移方法中最精确的一种。逆时偏移成像的优势在于其成像过程是基于数值方法求解双程波动方程,不仅没有角度限制,还充分考虑了回转波、棱柱波、多次反射等复杂传播路径,因此能够在高倾角、速度变化剧烈的复杂地下结构中得到高质量的图像。逆时偏移成像质量优于基于射线理论的Kirchhoff偏移或基于单程波动方程的其他偏移方法,然而求解双程波动方程计算量大、计算需要的存储资源多,导致逆时偏移成像计算成本较高,这在一定程度上限制了其在工业应用中的推广。缓解计算瓶颈可以从两个方面入手:一方面使用快速、高精度算法求解波动方程,以减少所需的计算资源;另一方面采用更高效的硬件,更优化的并行代码来提高逆时偏移的执行效率,充分发挥硬件的性能。逆时偏移成像的核心步骤之一是求解双程波动方程,所以求解波动方程的效率很大程度上决定了整个逆时偏移的效率。本文中,我们建议使用高阶有限差分方法(Finite difference time domain method,FDTD)和时域伪谱方法(Pseudospectral time-domain method,PSTD)来提高逆时偏移中方程数值求解的效率。传统逆时偏移成像中使用较多的二阶中心差分格式,计算简单但存在采样率高、计算量大等问题,求解效率不高。在空间采样上采用高阶差分格式,能够有效降低空间采样率,减少网格规模,从而节省存储空间和计算时间。在叁维空间中均使用有限差分方法进行计算,在保证同样计算精度的前提下,空间离散上用12阶差分格式代替2阶差分格式,能够节省多达96.3%的存储空间和大量的计算时间。然而,即使使用高阶差分方法,逆时偏移所需的计算资源仍然过于庞大,要进一步降低计算存储,使用时域伪谱方法是一个有效手段。时域伪谱方法能够比高阶有限差分方法更进一步缩减所需的存储空间和计算时间。时域伪谱方法是传统伪谱方法与完美匹配层技术结合而成。伪谱方法利用快速傅里叶变换(Fast Fourier transform,FFT)求取空间导数,由于奈奎斯特抽样定理(Nyquist sampling theorem),伪谱方法的空间采样密度仅需要每个最小波长2个采样点,这仅为2阶差分格式的六分之一和12阶差分格式的二分之一。对一个叁维问题,在获得同样计算精度的前提下,伪谱方法需要的空间网格规模约为2阶差分格式的0.5%,且仅为12阶段差分格式的12.5%。然而,由于傅里叶变换的隐含周期性约束引起的折迭效应和Gibbs效应,传统伪谱方法具有的低采样、高精度优势只有在空间上具有周期性的问题上才能充分发挥作用,这极大限制了伪谱方法的广泛应用。时域伪谱方法采用完美匹配层技术作为边界条件,不仅能够截断物理计算区域,并使边界处不产生反射,还能够人为构造出周期性条件,从而能够满足傅里叶变换的隐含周期性约束,使得时域伪谱方法能够在复杂的非周期性问题中使用。为了满足逆时偏移的庞大计算需求,中央处理器集群(CPU Cluster)、通用图形处理单元(Graphics Processing Unit,GPU)和现场可编程门阵列(Field programing gate array,FPGA)等硬件设备均在逆时偏移中得到不同层次的应用。在这些硬件中,性能稳定、通用性好、编程难度适中的主要有中央处理器集群和图形处理单元。我们在逆时偏移中使用的高阶差分方法和时域伪谱方法也是适合并行加速的。本文中,我们在中央处理器中使用OpenMP技术、在图形处理单元中基于CUDA平台对逆时偏移进行了并行加速,并取得了良好的加速效果。采用高阶差分方法和时域伪谱方法,与传统的二阶中心差分方法相比,只需要较低的空间采样率就能达到同样的精度,因此能够大量节省占用的存储空间,这一点对于显存数量本就极为有限的图形处理单元尤其重要。采用我们建议的算法使得图形处理单元能够求解规模比原来大得多的问题,计算效率也大幅度提升。文中我们还对时域伪谱方法在图形处理单元中的计算进行了优化。我们提出了一种结合了一维傅里叶变换和基于共享内存的高效矩阵转置的新方法来代替叁维傅里叶变换,使得图形处理单元中伪谱求导的效率提升了 30%。我们还采用了把实数序列傅里叶变换替换成复数序列傅里叶变换得到的一种新的合并伪谱求导算子,使得伪谱求导的效率再次获得了提升,计算时间平均减少了 20%。本文中,我们在多个2D、3D地震模型中应用了我们提出的逆时偏移方法,并验证了其精确、快速、计算成本低等特点。本论文的创新性在于:针对逆时偏移成像的主要瓶颈,本文一方面在逆时偏移成像中使用了快速高精度的高阶差分和时域伪谱方法,大幅度减少了所需的计算资源,促进了逆时偏移成像在工业中的应用;另一方面使用多种加速技术对基于高阶差分和时域伪谱方法的逆时偏移成像进行了并行加速,对加速的步骤和细节进行了优化,较大幅度提升了加速效果,从而提高了计算资源的使用效率。(本文来源于《厦门大学》期刊2017-06-30）
王少博[5]（2017）在《叁维大地电磁正演快速算法研究》一文中研究指出大地电磁测深法(MT)是一种频率域电磁勘探方法,它以天然交变电磁波为场源对地下介质进行研究;由于不需要人工源,因此其具有野外工作简单、成本低、受野外地质条件约束较小等特点。此外,这种方法还有不会被高阻临层屏蔽和对低阻体响应敏感等优点,使其在区域性地质调查、矿产普查、深部地质构造研究等领域得到广泛的应用。进行大地电磁正演数值模拟,能让我们对各种不同电性结构所产生电磁场的规律有更深刻的认识。本文应用频率自适应矢量有限元法实现了大地电磁叁维正演数值模拟并使用拟线性积分方程法进行了特定模型电场值的快速计算。首先,本文从MAXWELL方程组出发,根据叁维大地电磁所满足的边值条件,利用Galerkin法推导了与叁维大地电磁边值问题等价的变分方程。然后采用正六面体单元对计算区域进行剖分,并使用矢量插值基函数进行单元分析。最后把各个单元相加,形成巨大而稀疏的系数矩阵;进而将矩阵储存并求解。接着,我们发现当对计算区域网格进行正六面体剖分时,在电性剧烈变化的区域,有可能因为网格剖分的不够细致,从而导致六面体单元中的场值无法通过其十二条矢量边的插值函数准确表达,造成误差。另外,由于大地电磁场的边界条件在无穷远处才能得到满足;所以不恰当的网格剖分策略可能造成数值模拟计算结果误差过大。进而,本文又研究了不同频率下误差产生的原因及规律。根据上述的误差分析,本文提出了基于正六面体单元矢量有限元法网格划分的基本原则,并据此原则对正演过程进行改良,提出了频率自适应的想法,随着频率的变化不断调整剖分网格的方式;在保证计算精度的情况下大幅提升了计算速度。最后,对一系列地质模型进行了正演模拟和分析,以及通过利用格林函数的空间对称性和互换定理,压缩了格林系数的计算量,加快系数矩阵的生成速度,实现快速拟线性近似方法,并使用拟线性积分方程法进行了特定模型电场值的快速计算;并提出了一些不足以及对日后工作的建议。(本文来源于《吉林大学》期刊2017-06-01）
丁鹏程,李振春,张凯,刘强[6]（2016）在《基于叁维多模板快速推进算法的复杂近地表走时正演和射线追踪方法》一文中研究指出起伏地表条件下的高效高精度地震走时计算与射线追踪方法始终是叁维走时层析速度建模中的关键技术。考虑到标准的快速推进算法(FMM)存在严重的对角方向误差,本文提出了起伏地表条件下的叁维多模板快速推进(MSFM)算法。相比较于传统的FMM算法,该方法通过旋转坐标系引入6个叁维差分模板,综合考虑了坐标轴方向和对角线方向的信息,在较少增加计算成本的同时显着提高了计算精度。在起伏地表处理上,针对FMM类算法的缺陷,本文采用炮点局部网格细分和接收点线性插值的策略,有效的改善了起伏地表下的计算精度。在起伏地表MSFM算法的基础上,本文还提出了基于叁维插值和Runge-Kutta算法的射线追踪方法。文章最后通过对复杂近地表模型的测试,验证了起伏地表条件下MSFM算法的精度要优于FMM,基于Runge-Kutta的射线追踪方法则对复杂模型具有良好的精度和适用性。(本文来源于《SPG/SEG北京2016国际地球物理会议电子文集》期刊2016-04-20）
张晓阳,郭珍,唐拓,李泽欣[7]（2015）在《基于快速标量传递算法的频散曲线正演模拟》一文中研究指出频散曲线的正演是瑞雷波资料处理过程中非常重要的步骤之一。正演是反演的前提和基础。快速稳定的正演计算是提高计算效率、减少反演用时的保障。根据国内外的研究结果,本文介绍了凡友华提出的快速标量传递算法的基本原理与方法,分别对叁个不同的地质模型进行了频散曲线的正演计算,得到了不同地质条件下的频散特征,并与RT矩阵算法进行对比。数值模拟试验表明,快速标量传递算法是一种快速稳定的正演计算方法。(本文来源于《价值工程》期刊2015年33期）
周剑扬,王峰[8]（2013）在《一种快速高效的二维超声CT成像的正演算法研究》一文中研究指出超声CT成像是采用散射场数据来重建物体内部结构的一种定量化的超声技术。本课题采用快速傅里叶变换(FFT)加速扩展波恩近似(EBA),进而基于EBA来预处理共轭梯度-快速傅里叶变换(CG-FFT)的方法来实现正演成像的过程。该算法是在传统超声成像领域和商业超声软件中没有使用过的;同时,在保持同等计算精度的条件下,该算法对比传统超声成像正演算法具有速度更快等优点。(本文来源于《福建电脑》期刊2013年12期）
邵才瑞,曹先军,陈国兴,张福明,姬嘉琦[9]（2013）在《随钻伽马测井快速正演算法及地质导向应用》一文中研究指出在定向井及水平井钻井过程中,常采用地质导向技术;地质导向的关键在于实时确定地层界面和产状、实现地层模型的实时更新和井眼轨迹的及时调整,从而最大限度地提高油层的钻遇率.利用基于地层模型的测井响应正演曲线与随钻测井曲线进行对比是确定地层界面的有效方法;本文基于伽马射线在地层中的衰减规律,导出了不同地层模型中随钻伽马测井响应快速正演算法,克服了目前难以将蒙特卡罗算法用于实时随钻伽马测井正演的困难.应用实例表明该方法可以有效地辅助实时判定实际地层界面,更好地实现地质导向.(本文来源于《地球物理学报》期刊2013年11期）
熊杰,邹长春,孟小红[10]（2012）在《不完全LU分解预条件BICGSTAB算法实现感应测井二维FDFD快速正演模拟》一文中研究指出在柱坐标系下推导了二维感应测井差分格式,采用频率域有限差分方法求解感应测井正演问题。针对差分近似得到的线性方程组系数矩阵是大型稀疏复系数病态矩阵求解困难等问题,采用不完全LU分解预条件的稳定双共轭梯度(BICGSTAB)算法求解该线性方程组。研究结果表明,本算法具有速度快、精度高和稳定性好等优点,能有效提高感应测井正演模拟的效率和精度。(本文来源于《现代地质》期刊2012年06期）
正演快速算法论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着国家经济的高速增长,现有的各类矿产资源无法满足需求。电磁法通常被用来做矿产资源勘查,在地面条件良好的区域,地面电磁法勘探起着非常重要的作用。但是在地质环境恶劣的地方,地面电磁法无法进行,潜藏资源很难被发现,因此航空电磁勘探技术成为重要的勘查手段。相比于微分方法,积分方程技术在叁维数值计算中占据很大优势,其只需剖分异常区域,离散形成的系数矩阵小,对计算机内存需求少。但是对于大型异常体来说,离散后形成的矩阵是密实的,极大的降低了积分方程的求解效率。传统积分方程主要分为直接解法和迭代解法,在网格数较少的情况下,直接求解速度快;当剖分的网格数增多时,密实矩阵求逆很难实现,因此对于大型复杂异常区域来说,迭代求解法优势较大。常规的积分方程方法在求解大型线性方程组耗费了大量的计算时间。因此Born(1993)提出了近似解法,该方法避免了大型线性方程组的求解,计算速度非常快,计算精度低;Zhdanov(1996)提出了准线性近似(Quasi-linear approximation,QL)、准解析近似(Quasi-analytical approximation,QA)等近似方法,较大程度提升了近似解法的计算精度,但是这些近似方法只有在满足特定的条件下才能获得理想的计算效果。基于航空电磁(Airborne Electromagnetic,AEM)采用移动源探测和数据采集量大的特点,结合近似方法的优点,本文提出快速傅里叶变换-高阶准解析近似方法以及快速多重网格准线性近似(Fast Multigrid Quasi-linear approximation,FMGQL)方法,在保证精度的同时,极大的提升了AEM正演效率。此外,本文对比了共轭梯度法、双共轭梯度法和稳定双共轭梯度法的计算效率,研究了多个异常体和不规则模型的积分方程求解方法。经过大量的数值模拟和对比研究,本文得出以下结论:(1)快速傅里叶变换-高阶准解析近似方法是AEM正演模拟的有效算法,其计算速度较传统的积分方程法和Marcoair程序有较大提升,特别在网格数较多的情况下,计算优势非常明显;(2)与传统的方法相比,快速傅里叶变换能够大幅加速矩阵与向量的乘积,提升计算效率高;(3)利用压缩算子技术可以保证任何情况下的并矢格林函数系数收敛,保证了快速傅里叶变换-高阶准解析近似方法的计算速度,同时利用OpenMP并行加速技术可以同时计算多个点的正演模拟,成倍的节省了计算成本;(4)FMGQL方法结和快速傅里叶变换实现矩阵与向量乘积,极大的加快了求解速度,同时FMGQL更加适合于大型网格的求解;(5)不均匀背景电导率法适合计算间距较大的多个异常体模型,利用“合一法”计算不规则模型更加高效。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
正演快速算法论文参考文献
[1].肖晓,黄保尚,任政勇,汤井田.基于自适应多层快速多极算法的大规模磁法正演模拟[J].地球物理学报.2019
[2].卢永超.航空电磁叁维积分方程快速正演算法研究[D].吉林大学.2018
[3].黄保尚,任政勇,汤井田,肖晓.基于自适应多层快速多极算法的大规模磁法正演模拟[C].2017中国地球科学联合学术年会论文集（二十一）——专题44：深部资源探测技术与矿集区立体探测.2017
[4].谢剑刚.快速高精度正演算法在声波/弹性波逆时偏移中的应用[D].厦门大学.2017
[5].王少博.叁维大地电磁正演快速算法研究[D].吉林大学.2017
[6].丁鹏程,李振春,张凯,刘强.基于叁维多模板快速推进算法的复杂近地表走时正演和射线追踪方法[C].SPG/SEG北京2016国际地球物理会议电子文集.2016
[7].张晓阳,郭珍,唐拓,李泽欣.基于快速标量传递算法的频散曲线正演模拟[J].价值工程.2015
[8].周剑扬,王峰.一种快速高效的二维超声CT成像的正演算法研究[J].福建电脑.2013
[9].邵才瑞,曹先军,陈国兴,张福明,姬嘉琦.随钻伽马测井快速正演算法及地质导向应用[J].地球物理学报.2013
[10].熊杰,邹长春,孟小红.不完全LU分解预条件BICGSTAB算法实现感应测井二维FDFD快速正演模拟[J].现代地质.2012
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