Uma implementação paralelizada via a API OpenMP para a simulação numérica de reservatórios de gás natural

  • Leonardo Tarazona Muzí de Carvalho Instituto Politécnico da Universidade do Estado do Rio de Janeiro
  • Leonardo Figueira Werneck Instituto Politécnico da Universidade do Estado do Rio de Janeiro
  • Grazione de Souza Instituto Politécnico da Universidade do Estado do Rio de Janeiro https://orcid.org/0000-0002-4840-4472
  • Helio Pedro Amaral Souto Instituto Politécnico - Universidade do Estado do Rio de Janeiro http://orcid.org/0000-0002-4107-6322
Palavras-chave: API OpenMP, Gás Natural, Métodos Estacionários, Paralelização, Simulação de Reservatórios

Resumo

Nas últimas décadas, a indústria de óleo e gás tem empregado cada vez mais recursos para reduzir os custos computacionais em simulações numéricas de escoamentos em reservatórios. O estudo de casos realísticos leva, em geral, à solução de sistemas de equações algébricas não-lineares que demandam esforços computacionais significativos de processamento e memória. Tais equações são obtidas a partir da discretização das equações diferenciais parciais utilizadas na modelagem dos escoamentos. Um exemplo de técnica aplicada em implementações de alto desempenho, a qual leva à redução no tempo de processamento, é a Application Programing Interface (API) Open Multi-Processing (OpenMP), baseada na utilização de memória compartilhada e de linhas de execução (threads). Neste trabalho, utiliza-se a paralelização via o OpenMP para melhorar o desempenho de um simulador numérico de escoamentos bidimensionais em reservatórios de gás natural. Os métodos estacionários de Jacobi, Gauss-Seidel e SOR, para a solução de sistemas de equações algébricas, foram paralelizados e comparados. O método SOR foi o escolhido para ser aplicado nos estudos envolvendo a variação do número de volumes da malha computacional e das características do escoamento. Em todas as simulações realizadas obteve-se ganhos com a paralelização em relação ao desempenho das versões seriais, atingindo-se valores máximos de speedup superiores a 7 em alguns casos.

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Biografia do Autor

Grazione de Souza, Instituto Politécnico da Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Departamento de Modelagem Computacional
Helio Pedro Amaral Souto, Instituto Politécnico - Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Departamento de Modelagem Computacional
Publicado
2020-06-22
Como Citar
[1]
de Carvalho, L., Werneck, L., de Souza, G. e Amaral Souto, H. 2020. Uma implementação paralelizada via a API OpenMP para a simulação numérica de reservatórios de gás natural. Revista Brasileira de Computação Aplicada. 12, 2 (jun. 2020), 103-121. DOI:https://doi.org/10.5335/rbca.v12i2.10158.
Seção
Artigo Original
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