CC BY
16108 Секция 7
Секция 7. СУПЕРКОМПЬЮТЕРНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ
Июнь 2020: Состояние суперкомпьютерной отрасли в мире и в России
С. М. Абрамов
ИПС им. А. К. Айламазяна РАН
Email: [email protected]
DOI: 10.24411/9999-017A-2020-10377
Доклад продолжает цикл работ автора, посвященных анализу суперкомпьютерной отрасли на основании открытых данных из мирового рейтинга 500 самых мощных суперкомпьютеров - Top500.
Новые данные из последних редакций Top500 и новые не результаты (например, анализ некоторых технических аспектов, связанных с гибридными архитектурами и новыми решениями для интерконнек-та) обсуждаются в данном докладе впервые.
Актуальность работы определяется современной тенденцией, связанной с цифровой экономикой, для которой суперкомпьютерные технологии необходимы, как инфраструктурный базис.
Моделирование двухфазной фильтрации в коллекторе трещиновато-порового типа с помощью высокопроизводительной вычислительной техники
Ю. О. Бобренёва1, Д. Д. Смирнов2, И. М. Губайдуллин1,3, М. А. Марченко2 Уфимский государственный нефтяной технический университет 2Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН 3Институт нефтехимии и катализа УФИЦ РАН Email: [email protected] DOI: 10.24411/9999-017A-2020-10181
При разработке месторождения важным является знание об интенсивности распространения фильтрационных особенностях системы каналов и трещин в пласте [1]. Особенно актуальным вопрос остается для карбонатных коллекторов, в которых наличие трещиноватости приурочено к естественному геологическому процессу формирования залежи [2]. Наличие трещин усложняет разработку месторождения. Трещиновато-пористые коллектора характеризуются интенсивным обменным потоком жидкости [3] между трещинами и пористыми блоками, что вносит коррективы в известные методы определения фильтрационных параметров [4]. Поэтому, чтобы идентифицировать описанные фильтрационные потоки, необходимы такие модели [5], которые бы учитывали также и трещинную составляющую коллектора. В работе рассматривается математическая модель двухфазной фильтрации в коллекторе трещиновато-порового типа. Модель включает в себя два блока с системой гиперболических уравнений относительно водонасыщенности на фоне фиксированных скоростей фильтрации, и блоки, содержащие уравнения пьезопроводности для определения давлений в трещиновато-поровом коллекторе. Для решения задачи разработаны алгоритмы, реализованные на суперкомпьютере с помощью технологий параллельного программирования. Представлены результаты численного моделирования. Расчеты проведены на кластерах НКС-30Т и НКС-1П [6, 7].
Работа выполнена при частичной финансовой поддержке гранта Российского фонда фундаментальных исследований (код проекта 19-37-50025).
Список литературы
1. Наказная Л. Г. Фильтрация жидкости и газа в трещиноватых коллекторах. Москва : Недра, 1972 г. С. 184
2. Nelson N. A. Geologic analysis of naturally fractured reservoirs. 2001 г.
3. Warren, J. E. The behaviour of naturally fractured reservoirs / J. E. Warren, P. J. Root // Soc. Petrol. Eng. J. 1963. P. 245-255.
4. Aguilera R., Ng M.e. Decline-curve analysis of hydraulically fractured wells in dual-porosity reservoirs. [SPE-22938] Dallas, TX : 66th Annual Technical Conference and Exhibition of the Society of Petroleum Engineers held, 1991.
5. Самарский А. А., Гулин А. В. Численные методы. М.: Наука, 1989. 432 с.
6. М. А. Клочков, К. Ю. Марков, Ю. С. Митрохин, Л. С. Чиркова Организация параллельных вычислений для решения дифференциальных уравнений на blade-сервере: учеб.-метод. пособие / Ижевск: Изд-во "Удмуртский университет", 2011.
Суперкомпьютерные вычисления 109
7. Сибирский суперкомпьютерный центр ИВМиМГ СО РАН. URL: http://www.sscc.icmmg.nsc.ru (дата обращения: 30.11.2019).
Параллельный алгоритм для моделирования процессов в цилиндрических открытых ловушках
М. А. Боронина, В. А. Вшивков, Е. А. Генрих, Г. И. Дудникова
Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН
Email: [email protected]
DOI: 10.24411/9999-017A-2020-10182
В докладе вниманию представляется параллельный алгоритм для проведения численного моделирования динамики плазмы в открытых цилиндрических ловушках в двумерном случае [1]. Алгоритм основан на использовании гибридной модели, идея которой состоит в кинетическом описании ионной компоненты и описании с помощью МГД-подхода электронной компоненты плазмы. Применен метод частиц-в-ячейках с численными схемами на сдвинутых сетках [2]. Для распараллеливания использована смешанная декомпозиция: расчетная область разбивается на подобласти, за каждую подобласть отвечает группа ядер, частицы в подобласти распределены между ядрами своей группы. Такой подход позволяет существенно ускорить вычисления за счет выделения большего количество ядер на группу с более высокой плотностью частиц и, соответственно, равномерной загрузки ядер внутри группы [3].
Реализованный алгоритм тестировался на задаче диамагнитного удержания плазмы. В докладе демонстрируются результаты численных экспериментов, проведенных на процессорах Сибирского суперкомпьютерного центра (ИВМиМГ СО РАН, Новосибирск).
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект 18-29-21025 мк). Концепция гибридной модели создана в рамках гос.задания ИВМиМГ СО РАН (проект 0315-2019-0009).
Список литературы
1. Beklemishev A. D. Phys. Plasmas 23 (2016).
2. Birdsall Ch. K., Langdon A. B. Plasma physics via computer simulation. McGraw-Hill Book Company, 1985.
3. Boronina M. A., Vshivkov V A. J. of Plasma Phys. 2015. 81(6). 495810605.
Параллельная реализация полулагранжевого метода для численного решения уравнений Навье - Стокса на многопроцессорных вычислительных системах
А. В. Вяткин1,2, Е. В. Кучунова2
1Институт вычислительного моделирования СО РАН 2Сибирский федеральный университет Email: [email protected] DOI: 10.24411/9999-017A-2020-10183
В работе представлен численный алгоритм решения уравнений Навье - Стокса, описывающий трехмерное течение вязкого теплопроводного газа. В работе для аппроксимации полной (субстанциональной) производной по времени в каждом уравнении системы используется метод траекторий. Дискретизация по пространству остальных слагаемых уравнений Навье - Стокса на каждом временном слое проводится методом конечных элементов [1]. Как следует из тестовых расчетов [2, 3], применение комбинации методов траекторий и конечных элементов позволяет построить алгоритм, довольно эффективный с вычислительной точки зрения. Разработана параллельная версия алгоритма для многопроцессорных вычислительных систем с использованием технологии передачи сообщений MPI. Созданный программный комплекс применен для моделирования трехмерного течения вязкого теплопроводного газа в трубе.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, Правительства Красноярского края, Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности в рамках научного проекта № 18-41-243006.
Список литературы
1. Shaydurov, V V., Shchepanovskaya, G. I., Yakubovich, M. V. Semi-Lagrangian Approximation of Conservation Laws in the Flow around a Wedge // Lobachevskii J. of Mathematics. 2018. Vol. 39. P. 936-948.
