申请/专利权人：上海雪湖科技有限公司

申请日：2020-07-08

公开（公告）日：2023-08-22

公开（公告）号：CN111814332B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F17/11

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.08.22#授权;2020.12.08#实质审查的生效;2020.10.23#公开

摘要：本发明公开了一种基于FPGA的PML边界三维地震波传播模拟方法，本发明针对FPGA设备应用，与以往使用CPU，GPU等冯诺依曼架构计算单元相比，FPGA具有更高的可定制性，以及更高的并发性。FPGA器件属于专用集成电路中的一种半定制电路，是可编程的逻辑列阵，能够有效的解决原有的器件门电路数不足的问题。FPGA的基本结构包括可编程输入输出单元，可配置逻辑块，数字时钟管理模块，嵌入式块RAM，布线资源，内嵌专用硬核，底层内嵌功能单元，FPGA具有布线资源丰富，可重复变成，集成度高优势。

主权项：1.一种基于FPGA的PML边界三维地震波传播模拟方法，其特征在于，将三维二次波动方程分解成x,y,z三分量，并引入PML边界条件进行求解，求解主体为波动方程的差分方程求解方式，所述基于FPGA的PML边界三维地震波传播模拟方法包括：S101：将所需变量从外部存储介质传入芯片内部；S102：求解差分方程的中间量B，计算对应xyz方向上分量，首先计算X方向上分量，计算如下a、b、c、d共M2+1项的和，项数随M的变化而变，M均为偶数；a等于w1乘以pi-12,j,k,n加上pi+12,j,k,n的和，b等于w2乘以pi-32,j,k,n加上pi+32,j,k,n的和，c等于w3乘以pi-52,j,k,n加上pi+52,j,k,n的和，d等于w4乘以pi-72,j,k,n加上pi+72,j,k,n的和，直到m等于WM2乘以pi-M-12,j,k,n加上pi+M-12,j,k,n的和，其计算方程为： S103：求解差分方程的中间量B，计算y分量值，计算如下a、b、c、d共M2+1项的和，项数随M的变化而变，M均为偶数；a等于w1乘以pi,j-12,k,n加上pi,j+12,k,n的和，b等于w2乘以pi,j-32,k,n加上pi,j+32,k,n的和，c等于w3乘以pi,j-52,k,n加上pi,j+52,k,n的和，d等于w4乘以pi,j-72,k,n加上pi,j+72,k,n的和，直到m等于WM2乘以pi,j-M-12,k,n加上pi,j+M-12,k,n的和，其计算方程为： S104：求解差分方程的中间量B，计算z分量值，计算如下a、b、c、d共M2+1项的和，项数随M的变化而变，M均为偶数；a等于w1乘以pi,j,k-12,n加上pi,j,k+12,n的和，b等于w2乘以pi,j,k-32,n加上pi,j,k+32,n的和，c等于w3乘以pi,j,k-52,n加上pi,j,k+52,n的和，d等于w4乘以pi,j,k-72,n加上pi,j,k+72,n的和，直到m等于WM2乘以pi,j,k-M-12,n加上pi,j,k+M-12,n的和，其计算方程为： S105：求解差分方程的P，a1等于w1乘以Bi-12,j,k,n加上Bi+12,j,k,n的和，b1等于w2乘以Bi-32,j,k,n加上Bi+32,j,k,n的和，c1等于w3乘以Bi-52,j,k,n加上Bi+52,j,k,n的和，d1等于w4乘以Bi-72,j,k,n加上Bi+72,j,k,n的和，直到m1等于WM2乘以Bi-M-12,j,k,n加上Bi+M-12,j,k,n的和；将上述得出的结果进行求和a1+b1+c1+d1+...+m1得到X，再对X乘以速度相关系数；a2等于w1乘以Bi,j-12,k,n加上Bi,j+12,k,n的和，b2等于w2乘以Bi,j-32,k,n加上Bi,j+32,k,n的和，c2等于w3乘以Bi,j-52,k,n加上Bi,j+52,k,n的和，d2等于w4乘以Bi,j-72,k,n加上Bi,j+72,k,n的和，直到m2等于WM2乘以Bi,j-M-12,k,n加上Bi,j+M-12,k,n的和；将上述得出的结果进行求和a2+b2+c2+2d+e2+...+m2得到Y，再对Y乘以速度相关系数；a3等于w1乘以Bi,j,k-12,n加上Bi,j,k+12,n的和，b3等于w2乘以Bi,j,k-32,n加上Bi,j,k+32,n的和，c3等于w3乘以Bi,j,k-52,n加上Bi,j,k+52,n的和，d3等于w4乘以Bi,j,k-72,n加上Bi,j,k+72,n的和，直到m3等于WM2乘以Bi,j,k-M-12,n加上Bi,j,k+M-12,n的和，再加上2pi,j,k,n减去pi,j,k,n-1得出最终Pi,j,k,n+1的结果，其计算方程为： S106：重复上述步骤S101到步骤S105直到得到最终所有点的n+1时间阶输出的结果，此时n+1时间阶计算完毕；S107：对基于步骤S106的结果，对所有时间阶数进行递增计算，得出最后Nmax最大时间阶数结果，即为当前波动方程差分方程方法求解最终结果。

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百度查询： 上海雪湖科技有限公司 一种基于FPGA的PML边界三维地震波传播模拟方法

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