{"id":114810,"date":"2018-03-11T10:42:56","date_gmt":"2018-03-11T10:42:56","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/numerical-solution-of-3-d-electromagnetic-problems-in-exploration-geophysics-and-its-implementation-on-massively-parallel-computers\/"},"modified":"2018-03-11T10:42:56","modified_gmt":"2018-03-11T10:42:56","slug":"numerical-solution-of-3-d-electromagnetic-problems-in-exploration-geophysics-and-its-implementation-on-massively-parallel-computers","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/electromagnetismo\/numerical-solution-of-3-d-electromagnetic-problems-in-exploration-geophysics-and-its-implementation-on-massively-parallel-computers\/","title":{"rendered":"Numerical solution of 3-d electromagnetic problems in exploration geophysics and its implementation on massively parallel computers"},"content":{"rendered":"<h2>Tesis doctoral de <strong> Jelena Koldan <\/strong><\/h2>\n<p>La creciente importancia, el desarrollo t\u00e9cnico y el empleo de  m\u00e9todos electromagn\u00e9ticos (em) en geof\u00edsica de exploraci\u00f3n han dado lugar a la necesidad de t\u00e9cnicas fiables y r\u00e1pidas de la interpretaci\u00f3n de los datos em en 3-d adquiridos en escenarios geol\u00f3gicos complejos. El primer paso y el m\u00e1s importante en la creaci\u00f3n de un m\u00e9todo de inversi\u00f3n es el desarrollo de un programa para el problema directo. Con el fin de crear una inversi\u00f3n em 3-d eficiente, fiable y pr\u00e1ctica, es necesario disponer de un c\u00f3digo para modelizaci\u00f3n em 3-d que sea preciso, robusto y r\u00e1pido. Esta tesis se centra precisamente en este paso crucial en la construcci\u00f3n de un m\u00e9todo de interpretaci\u00f3n em 3-d. La tesis presenta como su principal contribuci\u00f3n un m\u00e9todo num\u00e9rico para  modelizaci\u00f3n em 3-d en geof\u00edsica que es muy preciso, muy r\u00e1pido, escalable y robusto, basado en elementos finitos (fe) y que fue dise\u00f1ado para funcionar en plataformas de supercomputaci\u00f3n. Gracias al hecho de que fe soporta mallas tetra\u00e9dricas completamente no estructuradas, as\u00ed como refinamientos locales de malla, el m\u00e9todo es capaz de representar geometr\u00edas complejas de las estructuras del subsuelo de forma muy precisa y por lo tanto mejorar la precisi\u00f3n de la soluci\u00f3n y evitar artefactos enga\u00f1osos en las im\u00e1genes. La paralelizaci\u00f3n del m\u00e9todo, que se basa en la descomposici\u00f3n de dominio y un esquema de mpi-openmp h\u00edbrido, ha demostrado ser altamente escalable \u00c2\u00bf el incremento de velocidad lograda est\u00e1 cerca de la lineal para m\u00e1s de un mill\u00f3n de procesadores. Gracias a esto, el c\u00f3digo es capaz de resolver problemas muy grandes (de cientos de millones de grados de libertad) de una manera muy eficiente. La importancia de tener este codigo para problemas directos reside en el hecho de que ahora es posible crear una inversi\u00f3n em 3-d que se puede tratar con los datos obtenidos en entornos geol\u00f3gicos muy complejos de una manera realista para el uso pr\u00e1ctico en la industria. Hasta ahora, tales m\u00e9todos no se ha propuesto debido a la falta de soluciones eficientes y paralelas basadas en fe, as\u00ed como a las limitaciones de codigos eficientes basados \u00c2\u00bf\u00c2\u00bfen diferencias finitas. Adem\u00e1s, la tesis analiza los aspectos y retos f\u00edsicos, matem\u00e1ticos y num\u00e9ricos de la modelizaci\u00f3n em 3-d, que se han estudiado durante mi investigaci\u00f3n con el fin de dise\u00f1ar correctamente el software presentado para simulaciones de campo em en regiones 3-d  de la tierra. A trav\u00e9s de este trabajo, una formulaci\u00f3n del problema f\u00edsico basada en los potenciales em secundarios coulomb-gauged ha sido validada y ha demostrado que se puede utilizar con \u00e9xito con el m\u00e9todo fe est\u00e1ndar para dar soluciones num\u00e9ricas de alta precisi\u00f3n. Adem\u00e1s, este trabajo ha demostrado que los m\u00e9todos de subespacios de krylov son la mejor soluci\u00f3n para resolver sistemas lineales que surgen despu\u00e9s de la discretizaci\u00f3n en fe del problema en cuesti\u00f3n. M\u00e1s concretamente, se ha descubierto emp\u00edricamente que el mejor m\u00e9todo iterativo para este tipo de problemas es bicgstab con un elaborado precondicionador. Como precondicionadores m\u00e1s com\u00fanmente utilizados demostraron ser incapaces de mejorar la convergencia de los m\u00e9todos iterativos implementados en la medida deseada, o han resultado poco pr\u00e1cticos en el contexto paralelo, he propuesto una t\u00e9cnica de precondicionamiento para los m\u00e9todos de krylov que se basa en multigrid algebraica. Las pruebas de los diversos problemas con diferentes estructuras y caracter\u00edsticas de conductividad han demostrado que el nuevo precondicionador mejora en gran medida la convergencia de los diferentes m\u00e9todos de krylov, lo que reduce significativamente el tiempo total de ejecuci\u00f3n del programa y mejora la calidad de la soluci\u00f3n. Por otra parte, el precondicionador es muy pr\u00e1ctico para la aplicaci\u00f3n en paralelo. No hay restricciones en el empleo de modelos cl\u00e1sicos de programaci\u00f3n paralela, mpi y openmp, para la paralelizaci\u00f3n del m\u00e9todo fe presentado. Adem\u00e1s, son suficiente para proporcionar una excelente escalabilidad.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00ab<strong>Numerical solution of 3-d electromagnetic problems in exploration geophysics and its implementation on massively parallel computers<\/strong>\u00ab<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Numerical solution of 3-d electromagnetic problems in exploration geophysics and its implementation on massively parallel computers <\/li>\n<li><strong>Autor:<\/strong>\u00a0 Jelena Koldan <\/li>\n<li><strong>Universidad:<\/strong>\u00a0 Polit\u00e9cnica de catalunya<\/li>\n<li><strong>Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 30\/10\/2013<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>Director de la tesis<\/strong>\n<ul>\n<li>Jos\u00e9 Mar\u00eda Cela Espin<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><strong>Tribunal<\/strong>\n<ul>\n<li>Presidente del tribunal: alvaro Suarez sarmiento <\/li>\n<li>pilar Queralt capdevila (vocal)<\/li>\n<li>  (vocal)<\/li>\n<li>  (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Tesis doctoral de Jelena Koldan La creciente importancia, el desarrollo t\u00e9cnico y el empleo de m\u00e9todos electromagn\u00e9ticos (em) en geof\u00edsica 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