Preview

Proceedings in Cybernetics

Advanced search

PARALLEL METHODS AND TECHNOLOGIES FOR SOLVING OIL&GAS INDUSTRY PROBLEMS

Abstract

The paper deals with basic and applied aspects of high-performance process simulation for oil&gas industry. We study large- and low-scale approaches to managing large parallel simulations with multi-CPU heterogamous computers with distributed hierarchical common RAM. The paper focuses of the implementation of multiscale discontinuous Galerkin high order methods to solve interdisciplinary direct and inverse real-life problems such as complex geometric configurations of multiply connected piecewise-smooth boundaries and contrast material properties in various environments, and algorithms for solving super-large sparse linear equation systems. Hybrid programming technologies a presented that use interCPU data transfer, multi-thread computing, vectorization, and graphics accelerator chips. We also analyze the properties and performance of algorithm paralleling and its mapping to the computer architecture, component-based software development for creating large integrated environments.

About the Author

V. P. Ilyin
Institute for Computational Mathematics and Mathematical Geophysics, Siberian Branch, RAS; Novosibirsk State Technical University
Russian Federation


References

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).


Review

For citations:


Ilyin V.P. PARALLEL METHODS AND TECHNOLOGIES FOR SOLVING OIL&GAS INDUSTRY PROBLEMS. Proceedings in Cybernetics. 2017;(1 (25)):84-99.

Views: 998


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1999-7604 (Online)