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Title: Modelador de propagação de onda acústica 2D por diferenças finitas no domínio do tempo em CUDA
Authors: Guimarães, Rodrigo Fernandes
Keywords: Sísmica;Modelagem;Propagação;Computação paralela;CUDA
Issue Date: 28-Feb-2018
Citation: GUIMARÃES, Rodrigo Fernandes. Modelador de propagação de onda acústica 2D por diferenças finitas no domínio do tempo em CUDA. 2018. 68f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Petróleo) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2018.
Abstract: The full waveform inversion (FWI) is a quantitative seismic imaging method that can provide a high degree of reliance on subsurface structures. However, modeling wave propagation is computationally very exhaustive, thus limiting FWI. Nowadays, with the evolution of hardware, it is already possible to use parallel computing to accelerate FWI calculations. However, to make use of these tools, a different programming approach is required. In this work, the CUDA platform is used to develop a code that makes use of the parallel processors available in graphic cards (GPUs) to model the propagation of the acoustic wave 2D using data of speed and density, besides the use of staggered grid. In order to verify the performance of the code in different architectures, it was tested in two different ways: Intel CPUs, where the code was only in C language; Nvidia GPUs, where the code was modified for the CUDA platform. The results show that using GPUs with CUDA can greatly speed up computations when compared to CPU usage.
Portuguese Abstract: A inversão completa da forma da onda (FWI) trata-se de um método de imageamento sísmico quantitativo que pode fornecer com alto grau de confiança as estruturas de subsuperfície. Entretanto, fazer a modelagem da propagação de ondas é computacionalmente muito exaustivo, limitando, assim, a FWI. Atualmente, com a evolução dos hardwares, já é possível utilizar a computação paralela para acelerar os cálculos da FWI. Porém, para fazer uso dessas ferramentas, é necessária uma abordagem de programação diferente. Neste trabalho, utiliza-se a plataforma CUDA para desenvolver um código que faz uso dos processadores paralelos disponíveis em placas gráficas (GPUs) para modelar a propagação da onda acústica 2D utilizando dados de velocidade e densidade, além do uso de redes intercaladas. A fim de verificar o desempenho do código em diferentes arquiteturas, foi testado em duas formas diferentes: CPUs Intel, onde o código era apenas em linguagem C; GPUs Nvidia, onde o código foi modificado para a plataforma CUDA. Os resultados mostram que o uso de GPUs com CUDA pode acelerar muito os cálculos quando comparado com o uso da CPU.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/25160
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