ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ МЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ НЕФТЕГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ

Рассмотрены фундаментальные и прикладные вопросы высокопроизводительного моделирования процессов и явлений в актуальных проблемах нефтегазовой отрасли. Исследуются стратегические и тактические особенности распараллеливания различных технологических стадий крупномасштабного вычислительного эксперимента на многопроцессорных суперкомпьютерах гетерогенной архитектуры с распределенной и иерархической общей памятью. Особое внимание уделено реализации многомасштабных разрывных методов Галеркина высоких порядков для решения междисциплинарных прямых и обратных задач с реальными данными, включая сложные геометрические конфигурации многосвязных кусочно-гладких границ и контрастных материальных свойств в различных средах, а также алгоритмам решения сверхбольших разреженных СЛАУ. Описаны технологии гибридного программирования с использованием средств передачи межпроцессорных данных, многопотоковых вычислений, векторизации машинных операций и графических ускорителей. Проанализированы характеристики и показатели эффективности распараллеливания алгоритмов и их отображения на архитектуру компьютера, а также вопросы создания математического и программного обеспечения на компонетных принципах формирования больших интегрирующих окружений.

масштабируемое распараллеливание, гибридное программирование, многопроцессорные гетерогенные системы, многомерные междисциплинарные прямые и обратные задачи, коммуникационные потери, декомпозиция областей, scalable paralleling, hybrid programming, multiCPU heterogeneous systems, multidimensional interdisciplinary direct and inverse problems, communication losses, area decomposition

1. Ильин В. П. Фундаментальные вопросы математического моделирования // Вестн. Рос. академии наук. 2016. Т. 86. № 4. С. 26-36.

2. Ильин В. П. О вычислительных методах и технологиях решения задач нефтегазовой отрасли // Вестн. кибернетики. 2016. № 2. 2016. С. 117-127.

3. Вабищевич П. Н., Самарский А. А. Вычислительная теплопередача. М. : Едиториал УРСС. 2003. 784 с.

4. Бычин И. В., Гавриленко Т. В., Галкин В. А., Гореликов А. В., Ряховский А. В. Численное моделирование 3D-задач теплопроводности с фазовыми переходами на вычислительных системах с распределенной памятью // Вестн. ЮУрГУ. Сер. Вычислительная математика и информатика. 2013. Т. 2. С. 84-93.

5. Вабищевич П. Н., Васильева М. В., Павлова Н. В. Численное моделирование термостабилизации фильтрующих грунтов // Математ. моделирование. 2014. Т. 26. № 9. С. 111-125.

6. Богачев К. Ю., Мельниченко Н. С. О пространственной аппроксимации методом подсеток для задачи фильтрации вязкой сжимаемой жидкости в пористой среде // Вычислительные методы и программирование. 2008. Т. 9. С. 191-199.

7. Бутнев О. И., Горев И. В., Колесников С. С., Кузнецов В. Ю., Пронин В. А., Сидоров М. Л., Яруллин А. Д. Полностью неявная схема решения задач трехфазной фильтрации на неструктурированных сетках в пакете программ НИМФА // Вестн. кибернетики. 2015. № 3 (19). С. 56-72.

8. Ильин В. П. О численном решении прямых и обратных задач электромагнитной электроразведки // Сибир. журн. вычислит. математики. 2003. Т. 6. С. 381-394.

9. Федоренко Р. П. Введение в вычислительную физику. М. : МФТИ, 1994. 530 с.

10. Галанин М. П., Лазарева С. А. Метод конечных суперэлементов и его применение для решения задач науки и техники // Математ. моделирование. 2013. Т. 25. № 6. С. 32-40.

11. Arnold D. N. Unified Analysis of Discontinuous Galerkin methods for Elliptic Problems // SIAM J Numer Fnal. 2002. V. 3. № 5. P. 1749-1779.

12. Bastian P. A fully-coupled discontinuous Galerkin method for two-phase in porous media with discontinuous capillary pressure // Comput Geosci. 2014. V. 18. P. 779-796.

13. Даутов Р. З., Федотов Е. М. Разрывный смешанный метод Галеркина без штрафа для квазилинейных эллиптических уравнений второго порядка // ЖВММФ. 2013. Т. 53. № 11. P. 1791-1803.

14. Жалнин Р. В., Ладонкина М. Е., Масягин В. Ф., Тишкин В. Ф. Решение задач о нестационарной фильтрации вещества с помощью разрывного метода Галеркина на неструктурированных сетках // ЖВММФ. 2016. Т. 56. № 6. P. 989-998.

15. Il’in V. P. Problems of parallel solution of large systems of linear algebraic equations // J of Mathem Sci. 2016. V. 216. № 6. P. 795-804.

16. Гурьева Я. Л., Ильин В. П., Перевозкин Д. В. Алгебро-геометрические и информационные структуры методов декомпозиции областей // Вычислит. методы и программирование. 2016. Т. 17. С. 132-146.

17. Konshin I. N. Parallel computational models for estimation of actual speedup of analyzed algorithm // Russian Supercomputing Days : Proc. of the Int. Conf. MSU Publ, 2016. P. 269-280.

18. Голубева Л. А., Ильин В. П., Козырев А. Н. О программных технологиях в геометрических аспектах математического моделирования // Вестн. НГУ. Сер. Информационные технологии. 2012. Т. 10. С. 25-33.

19. Ильин В. П. DELAUNAY: технологическая среда генерации сеток // СибЖИМ. 2013. Т. 16. С. 83-97.

20. Бутюгин Д. С., Ильин В. П. Chebyshev: принципы автоматизации построения алгоритмов в интегрированной среде для сеточных аппроксимаций начально-краевых задач // Тр. Междунар. конф. ПАВТ-2014. Челябинск : изд-во ЮУрГУ. 2014. С. 42-50.

21. Butyugin D. S., Il’in V. P. Solution of problems of harmonic electromagnetic field simulation in regularized and mixed formulations // RJNAMM. 2014. V. 29. № 1. P. 1-12.

22. Intel Mathematical Kernel Library from Intel. URL: http://software.intel.com/en-us/intel-mkl (дата обращения: 30.01.2017).

23. Бутюгин Д. С., Гурьева Я. Л., Ильин В. П., Перевозкин Д. В., Петухов А. В., Скопин И. Н. Функциональность и технологии алгебраических решателей в библиотеке Krylov // Вестн. ЮУрГУ. Сер. Вычислительная математика и информатика. 2013. Т. 2. С. 92-105.

24. Савченко А. О., Ильин В. П., Бутюгин Д. С. Метод решения внешней трехмерной краевой задачи для уравнения Лапласа // СибЖИМ. 2016. Т. XIX. № 2. С. 88-99.

25. CCA: The Common Component Architecture Forum. URL: www.cca-forum.org (дата обращения: 30.01.2017).