SIMULASI PENJALARAN GELOMBANG P-SV 2D DENGAN METODE FINITE DIFFERENCE MENGGUNAKAN GRAPHICS PROCESSING UNIT, STUDI KASUS SIMULASI SEISMIK REFLEKSI PADA MODEL MARMOUSSI2

LEO CAHYA DINENDRA, Sudarmaji, M.Si

2013 | Skripsi | GEOFISIKA

Pemodelan numerik perambatan gelombang P-SV dengan metode finite difference staggered-grid telah dilakukan dengan menggunakan bahasa pemrograman CUDA C. Untuk mempercepat waktu perhitungan pada model berukuran besar, program dimodifikasi dalam bentuk komputasi paralel dimana pemrosesan data diimplementasikan pada GPU. Verifikasi program dilakukan dengan membuat model dua lapis untuk dibandingkan waktu tiba gelombang langsung, refleksi, refraksi, dan konversinya antara seismogram numerik dengan grafik analitik dari perhitungan hukum Snellius. Hasil perbandingan menunjukkan kesesuaian untuk gelombang langsung dan gelombang refleksi, sedangkan gelombang refraksi tidak terlalu terlihat karena normalisasi tampilan nilai dengan gelombang langsung tidak sebanding. Perbandingan waktu pemrosesan data antara CPU dan GPU dilakukan dengan sebuah model homogen. Pemrosesan dengan menggunakan GPU rata-rata dapat mempercepat waktu pemrosesan hingga 107 kali. Studi kasus dengan potongan model Marmoussi2 menghasilkan cuplikan gambar dan data seismik sintetik 2D. Potongan model Marmoussi2 tersusun atas 4800à´¨2400 grid atau 11.520.000 elemen dijalankan dengan shot sebanyak 176 kali (iterasi 30.000 kali tiap shot) dan sampling time 0.00176 s pada komputer dengan processor CPU Core i7-2600K @ 3.40GHz (32 GB memory) dan GPU NVIDIA GeForce GTX 590 (1.5 GB memory) menghabiskan waktu selama 57,1 jam

Numerical modelling of P-SV wave propagation has been made using finite difference staggered-grid method in CUDA C. To accelerate numerical computation when running on very large size of model, program modified in CUDA C which paralellize the computation using GPU. This program has been verified by comparison between numerical seismogram and analytic curve of travel-time that obtained by calculation of two layer medium using Snell’s Law. This comparison shows the suitability between travel times of direct, reflected, and converted wave and the analytical curve, even though the refracted wave cannot be compared due to difference of amplitude value from direct wave. Difference of processing time using CPU and GPU is calculated on a homogen model. The result shows that using GPU could increase the speed of calculation time up to 107 times. This program then is used to simulate an 2D seismic survey using Marmoussi2 model to get the snapshot result and syntethic seismic data. The part of Marmoussi2 model that has been used is consist of 4800ന2400 grids or 11,520,000 elements, with 176 times shot (30.000 iterations each shot) and sampling time 0.00176 s on CPU Core i7-2600K 3.40GHz (32 GB memory) and GPU NVIDIA GeForce GTX 590 (1.5 GB memory), this program needs at least 57.1 hours to complete the calculation

Kata Kunci : Gelombang elastik, Pemodelan Numerik, finite difference, GPU, Komputasi paralel, CUDA.