A Semismooth Newton-CG Method for Constrained Parameter Identification in Seismic Tomography

黑森矩阵 离散化 牛顿法 数学 反问题 正规化(语言学) 断层摄影术 应用数学 数学分析 数学优化 计算机科学 物理 非线性系统 量子力学 人工智能 光学
作者
Christian Boehm,Michael Ulbrich
出处
期刊:SIAM Journal on Scientific Computing [Society for Industrial and Applied Mathematics]
卷期号:37 (5): S334-S364 被引量:35
标识
DOI:10.1137/140968331
摘要

Seismic tomography is a technique to determine the material properties of the Earth's subsurface based on the observation of seismograms. This can be stated as a PDE-constrained optimization problem governed by the elastic wave equation. We present a semismooth Newton-PCG method with a trust-region globalization for full-waveform seismic inversion that uses a Moreau--Yosida regularization to handle additional constraints on the material parameters. We establish results on the differentiability of the parameter-to-state operator and analyze the proposed optimization method in a function space setting. The elastic wave equation is discretized by a high-order continuous Galerkin method in space and an explicit Newmark time-stepping scheme. The matrix-free implementation relies on the adjoint-based computation of the gradient and Hessian-vector products and on an MPI-based parallelization. Numerical results are shown for an application in geophysical exploration at reservoir scale.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
1秒前
数学真的好难完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
szd发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
unicornmed发布了新的文献求助10
9秒前
11秒前
12秒前
12秒前
13秒前
圆锥香蕉举报hwljkby求助涉嫌违规
13秒前
14秒前
顺科研发布了新的文献求助20
14秒前
Na完成签到,获得积分20
15秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
刘一安发布了新的文献求助10
19秒前
亮子完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
21秒前
21秒前
scq发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
22秒前
22秒前
22秒前
bkagyin应助豆沙包采纳,获得10
22秒前
evenD完成签到,获得积分10
22秒前
llyu发布了新的文献求助10
23秒前
CodeCraft应助展希希采纳,获得10
23秒前
管歌发布了新的文献求助10
24秒前
研友_8DAv0L发布了新的文献求助10
26秒前
26秒前
coby完成签到,获得积分10
26秒前
Jonathan发布了新的文献求助10
26秒前
27秒前
FashionBoy应助ccyy采纳,获得30
27秒前
28秒前
高分求助中
(禁止应助)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Plutonium Handbook 4000
International Code of Nomenclature for algae, fungi, and plants (Madrid Code) (Regnum Vegetabile) 1500
Functional High Entropy Alloys and Compounds 1000
Building Quantum Computers 1000
Social Epistemology: The Niches for Knowledge and Ignorance 500
优秀运动员运动寿命的人文社会学因素研究 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4227369
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3760846
关于积分的说明 11821657
捐赠科研通 3421736
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1877920
邀请新用户注册赠送积分活动 931095
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 838980