Разработка Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН поможет быстрому моделированию многофазных процессов в масштабе пор и найдет 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 зерен различных материалов с разной кристаллографической ориентацией.
Многофазные процессы описываются специальными уравнениями, одним из которых является уравнение Кана–Хиллиарда. Для получения достоверной модели нужно 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 Игоревича 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. Еще одним направлением будущей работы является использование разработанного алгоритма для моделирования спекания», — отметил Д.И. Прохоров.
Пресс-служба ИНГГ СО РАН
