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大规模异构集群上Kirchhoff叠前时间偏移并行算法

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石油地球物理勘探 2016年第5期51卷 1040-1048,840页

作者：赵长海罗国安张旭东王狮虎张建磊王成祥中国石油东方地球物理公司物探技术研究中心北京分中心北京100088 中国石油东方地球物理公司物探技术研究中心河北涿州072751

当前单个勘探项目的数据量已经超过100TB,PB级规模的项目已经可以预见。为适应地震数据快速增长的趋势以及超大规模异构集群的体系结构特点,提出了多维度成像空间分解算法。根据大规模集群系统有多个并行层次的特征,首先沿炮检距方向分... 详细信息

当前单个勘探项目的数据量已经超过100TB,PB级规模的项目已经可以预见。为适应地震数据快速增长的趋势以及超大规模异构集群的体系结构特点,提出了多维度成像空间分解算法。根据大规模集群系统有多个并行层次的特征,首先沿炮检距方向分解成像空间,然后再沿Inline方向继续切分,直到成像空间小于计算节点物理内存,最后在二维地表上以面元为单位分解成像空间。该并行算法降低了任务间的耦合性,便于映射到异构集群系统的多个并行层次上,也利于异构处理器间的异步执行。相对于同时期的高性能CPU处理器,GPU版本获得了4.8倍的加速,MIC版本获得了2倍的加速,给出了两类协处理在性能、能耗和可编程性方面的对比分析。在Tianhe-1 1024节点规模下处理实际的地震数据,获得了接近线性的加速比曲线。

关键词：积分法叠前Kirchhoff时间偏移并行算法炮检距异构 GPU MIC

高度可扩展的3D叠前Kirchhoff时间偏移并行算法

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计算机研究与发展 2015年第4期52卷 869-878页

作者：赵长海王狮虎罗国安文佳敏张建磊中国石油东方地球物理公司物探技术研究中心河北涿州072751

为适应海量地震数据以及集群并行规模不断增大的趋势,提出了多维度成像空间分解算法.根据大规模集群系统有多个并行层次的特征,首先沿炮检距方向分解成像空间;然后再沿in-line方向继续切分,直到成像空间小于计算节点物理内存;最后在二... 详细信息

为适应海量地震数据以及集群并行规模不断增大的趋势,提出了多维度成像空间分解算法.根据大规模集群系统有多个并行层次的特征,首先沿炮检距方向分解成像空间;然后再沿in-line方向继续切分,直到成像空间小于计算节点物理内存;最后在二维地表上以面元为单位分解成像空间.算法实现上,共炮检距成像空间映射到计算节点组上,计算节点内的CPU核之间按照round-robin均分面元.该并行算法在不增加数据通信量的情况下,降低了内存的需求,减少了通信开销和同步时间,提高了数据的局部性.实际资料测试表明,该并行算法比传统的输出并行和输入并行算法具备更好的性能与可扩展性,实验作业调度多达497个节点、7 552个线程,仍然具备较好的加速效果.

关键词：积分法叠前Kirchhoff时间偏移可扩展性并行算法炮检距容错

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并行积分法叠前时间偏移的几个问题

天然气工业 2007年第S1期27卷 219-221页

作者：王成祥寇琴王狮虎张建垒中国石油东方地球物理公司物探技术研究中心

分析了并行积分法叠前时间偏移涉及的旅行时计算方法、振幅加权因子、反假频、并行结构和效率等几个重要问题,并进行了各种偏移试验,对比了不同参数的偏移结果,指出了偏移处理中需要注意的一些问题。试验结果表明,在构造比较复杂的部份... 详细信息

分析了并行积分法叠前时间偏移涉及的旅行时计算方法、振幅加权因子、反假频、并行结构和效率等几个重要问题,并进行了各种偏移试验,对比了不同参数的偏移结果,指出了偏移处理中需要注意的一些问题。试验结果表明,在构造比较复杂的部份,弯曲射线旅行时取得了比直射线旅行时更好的偏移效果;Schleicher振幅加权因子对积分法叠前时间偏移的共成像点道集上见到了一定的效果;算子的倾角和时间剖面上地震同相轴的倾角是一个含义,它和孔径直接相联系,即小孔径意味着小倾角,大孔径意味着大倾角,孔径太小相当于算子截断,相当于对偏移结果进行了倾角滤波;对目前流行的PC-Cluster系统而言,由于内存是分布在各个节点上的,输入道模式是并行的唯一选择。

关键词：积分叠前偏移振幅射线路径计算

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海底地震数据积分法叠前时间域成像方法

石油地球物理勘探 2019年第3期54卷 551-557,485页

作者：王狮虎钱忠平王成祥赵长海寇芹张建磊东方地球物理公司物探技术研究中心

海底地震(OBS)采集包括海底拖缆(OBC)和海底节点(OBN)两种观测方式。采集时激发点位于海面而接收点置于海底,建立在同一基准面假设前提下的传统地震成像方法不再适应OBS数据。本文首先推导了OBS上、下行波不同深度反射点轨迹的计算公式... 详细信息

海底地震(OBS)采集包括海底拖缆(OBC)和海底节点(OBN)两种观测方式。采集时激发点位于海面而接收点置于海底,建立在同一基准面假设前提下的传统地震成像方法不再适应OBS数据。本文首先推导了OBS上、下行波不同深度反射点轨迹的计算公式,用图示法直观地展示了各自共接收点道集数据的覆盖范围;然后以镜像成像理论为指导,推导了下行波积分法叠前时间偏移旅行时计算公式,同时推导了相应的上行波旅行时计算公式,并给出了上、下行波成像时间校正和均方根速度的转换公式;最后描述了OBS叠前时间偏移加权函数的计算公式。二维模型和三维实际数据应用结果表明,用下行波代替上行波成像,不仅能够显著改善浅层成像效果,且成像结果的横向范围得到明显的扩展。

关键词：海底地震海底拖缆节点上行波下行波镜像偏移

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低中放射性废水处理吸附技术及材料

化工进展 2024年第1期43卷 529-540页

作者：代洪静马学虎王四芳辽宁省化工资源清洁利用重点实验室大连理工大学辽宁大连116024 一重集团大连工程技术有限公司辽宁大连116600

吸附技术是处理核工业产生的低中放射性废水高效、便捷的处理工艺之一。多数纳米吸附材料性能高效,但为适于工程应用需制备为复合吸附剂。本文分析了低中放射性废液的特点及吸附处理技术现状,对适于核工业应用的复合微珠吸附剂的研究进... 详细信息

吸附技术是处理核工业产生的低中放射性废水高效、便捷的处理工艺之一。多数纳米吸附材料性能高效,但为适于工程应用需制备为复合吸附剂。本文分析了低中放射性废液的特点及吸附处理技术现状,对适于核工业应用的复合微珠吸附剂的研究进展重点总结,包括外原位固定微珠、聚合物微珠及磁性微珠。从芯材性质、载体特点、制备方法及吸附性能等方面分析了复合吸附剂的优缺点及应用性能提升方法。最后,结合核工业对低中放射性废液的处理需求指出缺乏工程试验及带放射性试验研究为低中放射性废液吸附技术及材料研究的关键问题,提出开发多核素吸附剂、加强低浓度核素吸附的数值模拟及加强复合吸附剂的工程应用考察等方面是未来的重点研究方向。

关键词：放射性废水吸附剂复合材料微珠

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高效积分法叠前深度偏移

石油地球物理勘探 2010年第A1期45卷 58-61页

作者：张建磊王成祥王狮虎吴晓丰武威迟旭光中国石油东方地球物理公司物探技术研究中心河北涿州072751

鉴于积分法叠前深度偏移算法相对于其他单程波算法具有输入输出灵活、计算效率高、陡倾角成像效果好的优点,所以目前行业内主要应用积分法叠前深度偏移算法。然而,由于近几年采集技术和计算机技术的发展使该类算法面临大数据量和高性能... 详细信息

鉴于积分法叠前深度偏移算法相对于其他单程波算法具有输入输出灵活、计算效率高、陡倾角成像效果好的优点,所以目前行业内主要应用积分法叠前深度偏移算法。然而,由于近几年采集技术和计算机技术的发展使该类算法面临大数据量和高性能硬件资源的挑战,本文深刻分析了该类算法的发展瓶颈,提出了一套提高计算效率的方法和策略,如动态任务分配技术、数据压缩技术、算法优化技术和"流水线"软件优化技术,并开发为GeoEast系统下的软件产品,简称为GeoEast积分法。实际应用表明该软件可以大幅度缩短生产周期、节约用户宝贵的计算机资源和人工成本。

关键词：叠前深度偏移积分法软件优化技术计算效率

二维常速等效叠前偏移技术在复杂构造地区中的应用

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青海石油 1993年第3期11卷 92-97页

作者：王狮虎龚仁彬

基于双孔扩散模型的瓦斯扩散系数压力依赖特性数值分析研究

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煤炭学报 2024年

作者：冯小军邓狮狮刘泉霖王恩元中国矿业大学安全工程学院

瓦斯扩散系数作为描述瓦斯在煤层中迁移能力的关键参数，其准确性对瓦斯运移的预测和控制有重要影响。现有的双孔扩散模型研究中，瓦斯扩散系数通常被视为常数，这忽略了煤体复杂孔隙结构中瓦斯扩散系数随气体压力的变化，导致瓦斯扩散... 详细信息

瓦斯扩散系数作为描述瓦斯在煤层中迁移能力的关键参数，其准确性对瓦斯运移的预测和控制有重要影响。现有的双孔扩散模型研究中，瓦斯扩散系数通常被视为常数，这忽略了煤体复杂孔隙结构中瓦斯扩散系数随气体压力的变化，导致瓦斯扩散系数与气体压力之间的关系至今尚未厘清。为深入探究煤体瓦斯扩散系数的压力依赖特性，采用理论分析与数值模拟相结合的方法，开展了不同粒径煤颗粒在不同吸附平衡压力条件下的瓦斯解吸实验，通过引入压力依赖扩散系数，建立了压力依赖的双孔扩散模型（EPBDM），并结合粒子群优化算法，对大孔、微孔的压力依赖扩散系数进行了反演，然后，通过数值模拟和模型对比，分析了扩散系数的压力依赖特性及时空演化规律，并进一步对模型的可靠性和适用性进行了分析讨论。结果表明：（1）大孔、微孔扩散系数与相对瓦斯压力之间呈正相关关系。（2）同一粒径煤样，大孔扩散系数随初始平衡压力的增大而减小，微孔扩散系数随初始平衡压力的增大而增大，二者变化趋势相反；同时，随着煤样粒径的减小，大孔、微孔扩散系数均呈现出减小的趋势。（3）在时间和空间尺度上，煤粒内部大孔、微孔扩散系数随解吸时间的增加而逐渐减小，且受压力变化影响，减小速度逐渐变缓，扩散系数总体呈现出非均匀变化的特征。（4）与传统的双孔扩散解析模型（CBDM）相比，压力依赖的双孔扩散模型模拟结果与实验数据高度吻合，拟合效果明显更优，能更好地反映瓦斯扩散过程中大孔、微孔扩散系数的真实变化情况。研究成果可为深入揭示煤体瓦斯扩散机制提供理论和方法依据。

关键词：扩散系数压力依赖性双孔模型数值模拟粒子群优化算法

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冷轧钢表面与内部缺陷检测研究

中国光学（中英文） 2024年第4期17卷 823-833页

作者：陈名渝谢玥辰吕雄涛郭建荣贾国军许志鹏王狮凌项震刘东浙江大学光电科学与工程学院极端光学技术与仪器全国重点实验室浙江杭州310027 浙江大学杭州国际科创中心浙江杭州311200 浙江东南新材科技有限公司浙江杭州311222 宁波钢铁有限公司技术中心浙江宁波315807 中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018

为实现冷轧钢缺陷的全面检测,针对其表面和内部缺陷检测展开研究。对于表面缺陷检测,提出采用双侧线光源照明方案,并与常规线光源照明方案进行对比。对于内部缺陷检测,从检测分辨率和缺陷边缘特征两方面分析X射线、超声以及红外热波成... 详细信息

为实现冷轧钢缺陷的全面检测,针对其表面和内部缺陷检测展开研究。对于表面缺陷检测,提出采用双侧线光源照明方案,并与常规线光源照明方案进行对比。对于内部缺陷检测,从检测分辨率和缺陷边缘特征两方面分析X射线、超声以及红外热波成像等金属内部检测技术的适用性。经实验验证,双侧线光源照明不仅可以使YOLOv5目标检测算法总体平均精度mAP:0.5达到90.16%,相比线光源照明提升了15.46%,还可优化模型分类和提高训练效率。X射线和超声波检测法可检测直径为0.25 mm的盲孔,而红外热波成像技术则可有效识别出直径为1 mm的盲孔。在缺陷边缘特征评估中,X射线检测法的最小盲孔边缘灰度差值为145,超声波为89,红外热波成像为30。本研究提出了一种冷轧钢表面缺陷检测的改进方案,并为内部缺陷检测提供了思路。

关键词：冷轧钢缺陷检测表面缺陷内部缺陷双侧线光源照明

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