油藏数值模拟有限元并行计算方法研究

针对目前油藏数值模拟普遍采用的有限差分法计算精度低的问题,提出了兼顾计算精度、计算速度问题的有限元油藏数值模拟方法,即在建立了油藏数值模拟数学模型的基础上通过有限元数值分析方法建立有限元数值模型,但有限元在油藏数值模拟时存在单机计算困难、计算时间长的问题,为此提出了利用区域分解技术的油藏数值模拟并行计算方法,最后将该方法通过实例进行检验,取得了良好的加速比和并行效率。     

矩阵在并行计算中的通信优化研究

为了提高并行应用系统的效率,研究了针对大型稀疏矩阵的压缩通信问题。通过对矩阵压缩通信过程中矩阵稀疏度、网络带宽、处理器计算能力之间的关系进行定量分析,推导出稀疏度下界计算公式。通过对不同稀疏度情况下算法所取得的效率进行分析,总结出压缩通信中稀疏度与通信效率之间的函数关系。结果表明本算法在稀疏矩阵通信方面效率有明显的提高。     

并行计算通信库测试方法研究及实践

并行计算通信库的测试在并行计算系统中起着重要的作用.对通信库的测试一般都是通过设计一些测试程序对库的各个或几个部分分别进行单独隔离测试.但是有许多库中的错误用这种隔离测试方法测不出来,只有当库的多个部分以某种复杂的、有机的方式组合运行时才会暴露出来.而这种复杂的、有机的组合方式,从设计库的测试角度看很难形成.提出两种新的测试方法,根据通信库结构的分层特性,利用可移植的上层库的测试程序来测试下层库.上层库的测试程序也可看做是下层库的应用程序,但与一般的下层库应用程序不同,它几乎覆盖了下层库的各个部分,且有机地将它们组合起来,运行时形成某种复杂的形态,而仅用下层库的测试程序往往达不到这种形态.这样,逃过下层库测试程序的错误就可能暴露出来.     

实用油藏数值模拟软件的开发与应用

介绍一个实用的微机版软件——轻松油藏数值模拟器，并给出了应用实例。该软件是集主模型、前处理及其后处理于一体能用于完成中小型油藏数值模拟任务的综合性软件，具有易学易用、计算快捷、数据接口良好等优点。     

大规模油藏数值模拟软件并行计算技术及在Beowulf系统上的应用进展

本文主要介绍了大规模油藏数值模拟并行计算技术在国内的研究进展,提供了精细油藏模拟在国产Beowulf系统上的计算实例和应用效果,给出了百万网格点规模的油藏应用算例在不同处理器规模下的数值模拟计算结果与性能分析,并实现了一个针对海量数据可视化的三维图、二维图、表格显示的后处理显示系统．     

多层油藏模拟并行计算与负载平衡

在油藏数值模拟并行计算中,提高计算速度和资源利用率是一个重要的研究方向,给出分布式并行环境下一种多层油藏模拟并行计算的整体优化方法,其特点是使用高效的区域分解方法并行求解,动态选择两种不同的计算粒度,有效地克服了负载不均衡带来的性能下降问题,实际模型计算表明,此方法策略减少了整体模拟计算时间,并获得较高加速比,采用的算法适用于一类多层油藏模型问题。     

基于Cart3D的全机数值模拟及并行计算

利用CFD商用软件Cart3D对亚声速飞行飞机的三维绕流流场进行了数值模拟以及并行计算,得到了飞机附近的流场,实现了此软件在高性能并行计算机上的并行;通过对比不同商用软件的计算结果,验证了用Cart3D软件进行数值模拟的有效性,为大规模科学工程计算提供了技术参照。     

油藏数值模拟实时监控的实现

利用VC 多线程的功能实现油藏数值模拟实时监控。实践证明:该方法能节约大量的计算时间,并且在多个处理器存在的情况下会自动并行运行。 (1)计算模块多线程的实现 利用全局MFC函数AfxBeginThread()创建一个线程,为了能随时对计算过程实施控制,利用SetThreadPriority(int nPriority)函数将其设置为较低的优先级,以便于对其进行监控。     

基于Fluent的全机数值模拟及并行计算

利用CFD商用软件Fluent对亚声速飞行飞机的三维绕流流场进行了数值模拟以及并行计算,得到了飞机附近的流场,实现了此软件在高性能并行计算机上的并行;并且通过对不同数量网格在不同结点数目机群上的计算结果进行分析比较,验证了此商用软件在并行平台上应用的有效性,也为进行大规模科学工程计算提供了技术参照。     

并行计算在高超声速流场数值模拟中的应用

采用计算流体力学方法,对高超声速流场进行了多区并行计算研究。基于MPI消息传递库采用Fortran语言编制了CFD并行计算程序,对NS方程采用AUSMPW+格式和LU-SGS方法求解。针对流场采用多区剖分,将每一个子区分配给相应节点进行计算。每一迭代步,相邻子区域间交换边界数据。计算表明,本文所建立的程序和方法是可行的,能够进一步延伸到大规模并行计算和工程应用中。     

结构动力数值仿真两级并行计算系统开发及应用

根据分布式存储并行计算机的体系结构特点,设计了一个结构动力数值仿真两级并行计算系统.首先通过两级分区为并行计算准备数据,并将数据分布式存储在各节点的局部存储器上;在结构动力分析过程中,通过进一步缩减问题规模和有效地提高通信效率大幅度减少了界面方程求解时间以及系统求解总时间.文中详细阐述了该系统工作原理、并行计算流程和系统实现的相关软件开发工具.最后通过典型数值算例验证了该系统的有效性.     

基于多层油藏问题负载均衡的并行任务划分

该文基于分布式并行计算机系统,对一类多层二维二相流油藏数值模拟问题给出了3种任务划分策略—“卷帘”方式、区域分解方式和“卷帘”与区域分解结合的方式,对它们进行了比较,提出了减少求解时间、利于负载均衡和提高并行性能的任务划分方法,并实际应用于有多达72万个网格节点的大规模油藏模拟问题.实算结果表明,该策略划分产生的并行求解任务均衡,有利于加速比的提高.该方法也适用于区域或数据并行的任务划分问题.     

面向高性能数值计算的并行计算模型DRAM(h)

提出了一个基于存储层次的新并行计算模型DRAM(h)，并在该模型下对两个经典并行数值计算算法的不同实现形式：四种形式并行下三角方程求解(PTRS)和六种形式无列选主元并行LU分解(PLU)，进行了分析．模型分析表明，具有近乎相同时间和空间复杂性的同一算法不同实现形式，在该模型下会有完全不同的存储复杂度．作者在日立公司SR2201MPP并行机、曙光3000超级服务器和中国科学院科学与工程计算国家重点实验室(LSEC)的128节点Linux Cluster等三种并行计算平台上对模型分析结果进行了实验验证．结果表明，该模型分析在绝大多数情况下都能较好地与不同实验平台上的实验结果吻合．个别出现偏差的分析结果，在根据计算平台的存储层次特点修改模型分析的假定后，也能够进行解释．这说明了该模型对不同形式的算法实现进行存储访问模式区分的有效性．对在计算模型中加入指令／线程级并行的可行性和方法的研究是下一步的工作．     

高超声速流动CFD并行计算研究

并行计算是CFD技术发展的必然趋势。本文从高超声速流动的特点出发,研究多分区结构网格下CFD并行计算方法,重点解决了区域之间流场信息的数据交换问题和边界处理问题,以保证流场的连续性。本文采用有限体积法求解高超声速流场,空间离散格式为Osher-Chakravarthy TVD格式,利用MPI消息传递模式完成数据交换,在自主搭建的PC集群上进行算例考核,验证了算法的可行性和正确性。     

基于linux集群的并行计算

集群计算机技术是高性能并行计算机系统中的一个研究热点。对于有密集运算需求的企业和研究机构来说,集群系统是他们的最佳选择。本文简要介绍了linux集群技术和并行程序设计的概念,并给出了一个并行程序实例,对linux集群系统进行了性能评测。     

Maximum Likelihood Estimation Using Parallel Computing: An Introduction to MPI

The computational difficulty of econometric problems has increased dramatically in recent years as econometricians examine more complicated models and utilize more sophisticated estimation techniques. Many problems in econometrics are `embarrassingly parallel' and can take advantage of parallel computing to reduce the wall clock time it takes to solve a problem. In this paper I demonstrate a method that can be used to solve a maximum likelihood problem using the MPI message passing library. The econometric problem is a simple multinomial logit model that does not require parallel computing but illustrates many of the problems one would confront when estimating more complicated models.     

LBGK模型的分布式并行计算

以二维9速模型D2Q9(LBGK)为例,针对不同集合形状的流场,研究了数据分布与通信量及并行效率之间的关系。在“自强3000”集群式超级计算机上就流场网格的不同规模、多种数据分布及通信方案进行了数值实验。测试结果表明,LBGK模型的并行效率高、可扩展性好,在数据分布方案与流场网格形状相似时,并行效率最高。该结论与理论分析相吻合。