地震波模拟是地球物理科学研究不可或缺的一部分。在地球物理学中,数值模拟揭示了一些物理场信息,这些物理场在测量时是不容易获取的,因此通过数值模拟可以更好地了解场的行为和地下结构。在进行地震波模拟计算时,对于较小的模型,可以使用单个计算节点进行波场的数值模拟。但是,当规模较大时,这一运算效率远远不能达到工业化的应用要求。更何况是,当模型巨大时,往往单个计算节点的内存很难满足整个计算过程的要求。解决这类巨大的计算量或者内存需求较大的问题的有效手段是采用并行计算。因此研究基于拟P波方程的地震波模拟并行优化具有重要的理论意义和应用价值。论文在曙光E级原型机上开展了基于拟P波方程的正演模拟算法研究,主要工作内容如下:（1）提出了一种基于CUDA流和Linux多线程技术的节点内优化方案。使用CUDA异步传输替代同步传输,在计算的同时完成不同CUDA核心之间必要的中间数据交换,极大地减少了CUDA核心的空闲等待时间,同时引入Linux多线程技术提高CPU执行效率。（2）提出了一种基于多节点进程划分和节点内并行加速的节点间优化方案。采用炮数据三维划分的区域分解方法对单炮数据进行划分,并且通过MPI消息传递机制实现划分后的各个子域与各个进程（计算节点）的绑定以及整个计算过程中各节点间的数据通信。同时,各个进程（计算节点）采用CUDA流与Linux多线程技术有效提高各个节点GPU和CPU的计算效率。最终实现各炮数据在多节点间的分布式计算,有效实现了算法的可拓展性和移植性。（3）设计了一款基于E级超算的地震波模拟web平台。隐藏底层算法的实现过程以及复杂的超算参数配置,使得算法在应用上更加透明且易操作。