Параллельная реализация алгоритма восстановления сейсмического источника по серии статистически идентичных моделей среды с применением Fortran Coarray

Abstract

Рассматривается задача параллельной реализации алгоритма определения сейсмического источника внутри случайно-неоднородной среды. Алгоритм определения исходной позиции источника использует данные записанных сейсмограмм на свободной поверхности и информацию о статистических свойствах случайной среды. Предложенный подход требует решения большого количества задач динамической теории упругости для различных статистически эквивалентных скоростных моделей, идентифицированных по статистическим параметрам исходной среды. Это наиболее трудоемкая часть алгоритма решения. Чтобы ускорить расчеты, используется двухуровневая стратегия распараллеливания с помощью создания групп, каждая из которых решает свою задачу динамической теории упругости с декомпозицией расчетной области внутри группы. Реализация программы выполнена с использованием Fortran Coarray. Также приводится сравнение используемых конструкций расширения Fortran Coarray с функциями MPI. The research considers the problem of parallel implementation of an algorithm for determining a seismic source inside a randomly heterogeneous medium. The algorithm for determining the initial position of the source uses the data of recorded seismograms on the free surface and information about the statistical properties of the random environment. The proposed approach requires solving a large number of problems in the dynamic theory of elasticity for various statistically equivalent velocity models identified by the statistical parameters of the initial medium. This is the most time-consuming part of the solution algorithm. To speed up calculations, a twolevel parallelization strategy is used by creating groups, each of which solves its problem of dynamic elasticity theory with a decomposition of the computational domain within the group. Program implementation uses Fortran Coarray. It also compares the used Fortran Coarray extension constructs with MPI functions.