PEMODELAN NUMERIK FINITE DIFFERENCE 2D UNTUK PERAMBATAN GELOMBANG P-SV DALAM MEDIUM HETEROGEN ELASTIK MENGGUNAKAN GRAPHICS PROCESSING UNIT: STUDI KASUS TOPOGRAFI GUNUNG MERAPI, YOGYAKARTA

THEODORUS PERMANA, Sudarmaji, M.Si.

2013 | Skripsi | GEOFISIKA

Pemodelan numerik perambatan gelombang P-SV dalam medium heterogen elastik telah dilakukan menggunakan metode finite-difference orde keempat. Model yang digunakan dibuat berdasarkan profil topografi Gunung Merapi, dengan lapisan lapuk setebal 200 meter telah ditambahkan. Komputasi dilakukan menggunakan kartu grafis NVIDIA. Seismogram sintetik direkam di tiga stasiun dan diperoleh dengan menggunakan sebuah sumber seismik dalam dan sebuah sumber seismik dangkal yang diletakkan di dalam gunung. Hasil yang diperoleh menunjukkan perbedaan signifikan dari perambatan gelombang dengan keberadaan topografi dan lapisan lapuk, dibandingkan dengan model homogen yang tidak menyertakan lapisan lapuk. Pembentukan gelombang permukaan juga terbukti memberikan pengaruh signifikan pada rekaman seismogram. Topografi, lapisan lapuk dekat permukaan, dan gelombang permukaan yang dihasilkan diduga bertanggungjawab terhadap kompleksitas seismogram yang dihasilkan. Dibandingkan dengan hanya menggunakan CPU, komputasi dengan menggunakan GPU NVIDIA terbukti berhasil mempercepat waktu eksekusi hingga 23 kalinya.

A numerical modelling of P-SV wave propagation in elastic heterogeneous medium has been done using fourth order finite-difference method. The model was created from topographical profile of Mount Merapi, where 200 meters thick lowvelocity layer has been added. The computation was performed using an NVIDIA graphics card. Synthetic seismograms was recorded at three receiver stations and was obtained by using a deep seismic source and a shallow seismic source located within the volcano. Results shows significant differences of wave propagation in presence of topography and low-velocity layer, while compared to the homogeneous version of the model which excludes the low-velocity layer. The formation of surface wave is also proved to significantly affect the recorded seismograms. Topography, low-velocity layer located at near-surface, and generated surface wave are suspected to be responsible for the complexity of the recorded seismograms. Compared to computation by using only CPU, usage of NVIDIA GPU proved to be successfully accelerate the execution time by 23 times.

Kata Kunci : finite-difference, gelombang seismik, GPU, gunung merapi, pemodelan numerik