基于MPI和OpenMP的三维弹性波方程混合并行有限差分算法

作     者：杨书博 乔文孝 车小花 YANG Shubo;QIAO Wenxiao;CHE Xiaohua

作者机构：中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室北京102249 北京市地球探测与信息技术重点实验室北京102249 

出 版 物：《应用声学》 (Journal of Applied Acoustics)

年 卷 期：2018年第37卷第1期

页      面：75-82页

学科分类：081801[工学-矿产普查与勘探] 081802[工学-地球探测与信息技术] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(11734017 11374371) 国家科技重大专项(2017ZX05019001 2017ZX05019006) 中国石油科技创新基金项目(2016D-5007-0303) 中国石油大学(北京)基金(2462015YQ0516 2462016YJRC020) 

主　　题：声波测井 有限差分 信息传递接口 共享存储并行编程 并行计算 

摘      要：三维弹性波方程有限差分模拟具有大计算量和大内存消耗的特点,在常规计算机上使用传统算法往往无法满足计算要求。该文以高性能计算机集群为平台,基于MPI和OpenMP混合编程技术,构建了一种新型三维弹性波方程并行有限差分算法。该算法基于MPI将总任务分配给多个进程,同时在每个进程中基于OpenMP将子任务分配给多个线程。各个进程具有独立的内存空间,各个线程共享所在进程的内存空间。充液井孔声场的数值模拟结果表明,与基于OpenMP的并行有限差分算法相比,基于MPI和OpenMP的混合并行有限差分算法可以利用计算机集群的多个节点进行并行计算,既极大地提高了计算速度,又有效地降低了单个节点的内存消耗。