Разработка Института нефтегазовой
геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН поможет быстрому моделированию
многофазных процессов в масштабе пор и найдёт применение в разных отраслях
промышленности.
Механизмы многофазных течений в пористой среде нужно
исследовать перед заводнением нефтяного пласта или закачкой газа в пласт с
целью увеличения нефтеотдачи. А на производстве порошковой металлургии и
керамики необходимо моделировать спекание зёрен различных материалов с разной
кристаллографической ориентацией.
Многофазные процессы описываются специальными
уравнениями, одним из которых является уравнение Кана—Хиллиарда. Для получения
достоверной модели требуется решить это уравнение, что и позволяет сделать
созданный в ИНГГ СО РАН алгоритм. Для необходимых вычислений специалисты
используют суперкомпьютерные мощности.
Новый алгоритм использует параллельные вычисления и
предназначен для гетерогенной вычислительной архитектуры. Это обеспечивает его
эффективность при решении больших задач. Алгоритм задействует не только ресурсы
процессоров, но и графических ускорителей, обменивается данными между
оперативной и видеопамятью. В его работе применяются прогрессивные
вычислительные технологии — программный интерфейс MPI и программно-аппаратная
платформа CUDA.
Эффективность алгоритма уже протестировали на
суперкомпьютере «Политехник РСК Торнадо» Санкт-Петербургского политехнического
университета Петра Великого. По словам научного сотрудника лаборатории
вычислительной физики горных пород ИНГГ СО РАН кандидата физико-математических
наук Дмитрия Прохорова, целей, поставленных при создании алгоритма,
удалось достичь.
«В дальнейшем параллельный алгоритм
решения уравнения Кана—Хиллиарда будет использоваться вместе с решателем
системы уравнений Навье—Стокса в программном комплексе для моделирования
многофазных потоков в масштабе пор. Для этого будет добавлена возможность
учитывать сложные граничные условия, возникающие в задачах цифровой физики горных
пород. Ещё одним направлением будущей работы является использование
разработанного алгоритма для моделирования спекания»,
— отметил Дмитрий Прохоров.
Подробнее об алгоритме — в научной статье в журнале
«Вычислительные методы и программирование».
Источник: пресс-служба ИНГГ СО РАН.