Высокооптимизированная реализация вычисления матрицы тени для моделирования каскадной дифракции в геологических слоях

Abstract

Представлены алгоритмы высокооптимизированного вычисления и хранения матрицы виртуальной тени. Процедура, численно реализующая эти алгоритмы, является частью разрабатываемого программного комплекса МНКВ (метод наложения концевых волн) для дифракционного моделирования волновых полей в слоистых и блоковых средах со сложными границами. Матрица виртуальной тени – важная компонента МНКВ, позволяющая вычислять физически реализуемое фундаментальное решение для данной области (блок или слой) однородной среды с учетом каскадной дифракции на границе сложной криволинейной формы. Описан алгоритм построения семейства зон виртуальной тени, его оптимизации и адаптации для GPU и GPU-кластера. Также описан алгоритм хранения матрицы тени в сжатом состоянии. Приведены результаты тестирования разработанных подходов.

We provide algorithms for the virtual shadow matrix highly-optimized computation and its storing. Procedure numerically implement these algorithms are part of TWSM software package (tipwave superposition method) for diffraction modeling of wavefields in layered and block media with complex-shaped boundaries. The shadow matrix is an important procedure of TWSM and allows calculating the feasible fundamental solution for the area (block or layer) of homogeneous medium considering cascade diffraction at the boundary of the complex convex-concave form. We describe algorithms for the family of virtual shadow zones construction, their optimization and adaptation for GPU and GPU-cluster. We also provide an algorithm of the shadow matrix storage in the compressed state. Finally, we give the test results of the developed approaches.