Generación del frente de onda en paralelo mediante GPUs, con aplicación en tomografía sísmica

Autores/as

  • Alejandro Jimenez Xelhuantzi Instituto Tecnológico de Apizaco, Carretera Apizaco - Tzompantepec esquina con Av. Instituto Tecnológico S/N, Conurbado Apizaco - Tzompantepec, Tlaxcala, México., C.P. 90300.
  • Alfredo Oscar Matlalcuatzi Sandoval Instituto Tecnológico de Apizaco, Carretera Apizaco - Tzompantepec esquina con Av. Instituto Tecnológico S/N, Conurbado Apizaco - Tzompantepec, Tlaxcala, México., C.P. 90300.
  • José Federico Ramírez Cruz Instituto Tecnológico de Apizaco, Carretera Apizaco - Tzompantepec esquina con Av. Instituto Tecnológico S/N, Conurbado Apizaco - Tzompantepec, Tlaxcala, México., C.P. 90300.
  • José Crispín Hernández Hernández Instituto Tecnológico de Apizaco, Carretera Apizaco - Tzompantepec esquina con Av. Instituto Tecnológico S/N, Conurbado Apizaco - Tzompantepec, Tlaxcala, México., C.P. 90300.
  • Edmundo Bonilla Huerta Instituto Tecnológico de Apizaco, Carretera Apizaco - Tzompantepec esquina con Av. Instituto Tecnológico S/N, Conurbado Apizaco - Tzompantepec, Tlaxcala, México., C.P. 90300.

DOI:

https://doi.org/10.30973/progmat/2017.9.3/4

Palabras clave:

Calculo de diferencias finitas de tiempos de recorrido en paralelo, Cómputo paralelo, CUDAC

Resumen

En el campo de la tomografía sísmica se realizan estudios del subsuelo que buscan comprender la composición de la corteza terrestre y localizar minerales, siendo esta última una de las practicas más comunes. Para dichos estudios se implementan modelos de velocidades de ondas sísmicas a través de la corteza terrestre, causadas por fuentes naturales o artificiales. En este trabajo se presenta la paralelización de la generación del frente de onda implementada en GPUs de NVIDIA mediante CUDA. De esta manera se logra una aceleración de hasta 3.3 veces para 7 casos de prueba en comparación a la alternativa en computo secuencial, pero dicha aceleración puede ser mayor.

Biografía del autor/a

Alejandro Jimenez Xelhuantzi, Instituto Tecnológico de Apizaco, Carretera Apizaco - Tzompantepec esquina con Av. Instituto Tecnológico S/N, Conurbado Apizaco - Tzompantepec, Tlaxcala, México., C.P. 90300.

  

Citas

Rawlinson, N. Seismic tomografhy: A window into deep earth. Physics of the Earth and Planetary Interiors. 2010. DOI: https://doi.org/10.1180/0026461026650061

Backus, G., Gilbert, F. Constructing P-velocity models to fit restricted sets of traveltime data. Bulletin Seismological Society of America. 1969, 59, 1407–1414. https://doi.org/10.1785/BSSA0590031407

Ramírez, J. F., Fuentes, O., Romero, R., Velasco. A Hybrid Algorithm for Crustal Velocity Modeling. Advances in Computational Intelligence. 2013. https://doi.org/10.1007/978-3-642-37798-3_29

Vidale, Jhon E. Finite-difference calculation of traveltimes in three dimensions. GEOPHYSICS. 1990, 55 (5), 521-526. https://doi.org/10.1190/1.1442863

Vidale, Jhon E. Finite-Diference calculation of traveltimes. Bulletin Seismological Society of America. 1988, 78 (6), 2062-2076. https://doi.org/10.1785/0120110125

Vidale, Jhon E. Waveform effects of a high-velocity. GEOPHYSICS. 1987, 14, 542-545. https://doi.org/10.1029/GL014i005p00542

NVIDIA. CUDA C. Programming Guide. Recuperado el 3 de Marzo de 2017, http://docs.nvidia.com/cuda/cuda-c-programming-guide/index.html. 2017.

Blaise, B. Introduction to Parallel Computing. Lawrence Livermore National Laboratory 2016.

Eijkhout, V. Introduction to High Performance Scientific Computing. Public drafty. 2016. 2.

Carreón, E., Ramírez, J. F., Hernández, C. Algoritmo híbrido paralelo evolutivo para aplicaciones en tomografía sísmica. Instituto Tecnológico de Apizaco. 2015.

Cantú-Paz, E. A summary of research on parallel genetic algorithms.1995.

Rüger, A. Aspects of Modern Raytracing Application Design, Studia Geophysica et Geodaetica. 2004,48,143-165. https://doi.org/10.1023/B:SGEG.0000015589.72402.51

Lewei, Mo., Jerry, M., Calculation of direct arrival traveltimes by the eikonal equation, SEG Technical Program Expanded Abstracts. 1994. 779-782. https://doi.org/10.1190/1.1931990

Hole, J. A. Nonlinear high-resolution three-dimensional seismic travel time tomography. Journal of Geophysical Research. 1992.https://doi.org/10.1029/92JB00235

Q. Liu, Y.J. Gu. Seismic imaging: From classical to adjoint tomography. Elsevier – Tectonophysics. 2012. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2012.07.006

Dziewonski, A.M., Anderson, D.L. Preliminary reference Earth model. Physics of the Earth and Planetary Interiors. 1981, 25, 297-356.

Julian, B. R. and D., Gubbins. Three-dimensional seismic ray tracing. J. Geophys. 1977, 95-114.

Cerveny, V., I. A. Molotkov and I. Psencik. Ray methods in seismology. University of Karlova Press, Prague. 1977. https://doi.org/10.1785/BSSA0780062062

Kirk, D. B. and Hwu, W.-m. W. Programming Massively Parallel Processors: A Hands on Approach. Morgan Kaufmann Publishers Inc. 2010.1.

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Publicado

15-12-2017

Cómo citar

Jimenez Xelhuantzi, A., Matlalcuatzi Sandoval, A. O., Ramírez Cruz, J. F., Hernández Hernández, J. C., & Bonilla Huerta, E. (2017). Generación del frente de onda en paralelo mediante GPUs, con aplicación en tomografía sísmica. Programación matemática Y Software, 9(3), 25–35. https://doi.org/10.30973/progmat/2017.9.3/4

Número

Sección

Artículos