一个基于问断有限元方法的多相流可扩展并行程序

摘要：

　　本文介绍了一个并行可扩展程序，它使用间断有限元方法数值模拟三维多相流问题。程序中采用的算法是利用多相流方程的特点，在一个时间步里将求解压力和求解饱和度分开，首先联立方程组消去饱和度来单独求解压力；在压力已知的情况下，再来显式求解饱和度；然后使用迭代的方法最终确定这个时间步里的压力和饱和度。我们的程序是基丁二维并行自适应有限元平台 PHG实现的，采用非结构四面体网格对计算区域进行划分，实现了LDG(local discontinuus Galerkin)和IPDG(interior penalty discontinuous Galerkin)的两种方法供选择来求解压力；实现了1阶、2阶、3阶Runge-Kutta间断有限元方法来显式求解饱和度；在求解饱和度时，提供了两种限制器可以使用。我们的程序都进行了大规模并行测试，其中包括油水两相流问题、油气水二相流问题(黑油模型)和石油开采中经常遇到的过泡点问题，试验都给出很好的数值结果，并且表现出了很好的效率和可扩展性。

关键词： 可扩展并行程序 多相流 黑油模型 间断有限元 数值模拟

作者: 王昆 张林波

作者单位: LSEC,中国科学院,数学与系统科学研究院,计算数学研究所,北京100080

会议类型: 国内会议

会议名称: 2011年全国高性能计算学术年会(HPC china2011)

会议地点: 济南

会议语种:中文

页码: 1-13

在线出版日期: 2011-10-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）