О распределенной вычислительной системе для компьютерного моделирования нефтегазовых месторождений на основе итерационного сопряжения секторных моделей

Abstract

This article deals with the problem of computer simulation of large oil and gas deposits. The authors consider iterative conjugation of sector models by Schwartz’s method one of the existing methods of solution in domain decomposition. Previously implemented method, focused on multi-core workstation algorithm of conjugation, has been modified because of the need to design and develop a new software system based on the distributed computing. The paradigm of object-oriented programming is taken as a basis for the new software package. Issues of system architecture defined structural components containing a basic functionality for the computations according to the algorithm. The authors consider tools for interaction between objects of the system required for distributed computing, the advantages and disadvantages of common approaches. Also, to increase the stability and improve the temporal characteristics of the work, the authors consider ways of solving the problem of fault tolerance in the distributed system and the approach to load balancing.

В данной статье рассматривается проблема компьютерного моделирования крупных нефтегазовых месторождений. Из существующих методов решения подробно рассмотрено итерационное сопряжение секторных моделей методом Шварца, применяемого для декомпозиции области. Первоначальный, ранее реализованный алгоритм такого сопряжения, ориентированный на многоядерную рабочую станцию, был модифицирован, что повлекло за собой необходимость проектирования и разработки нового программного комплекса, ориентированного на использование распределенных вычислений. В новом программном комплексе за основу взята парадигма объектно-ориентированного программирования. Рассматриваются вопросы архитектуры системы, определяются структурные составляющие, содержащие в себе основной функционал для организации вычислений согласно алгоритму. Рассматривается инструментарий для организации взаимодействия между объектами данной системы, необходимый для распределенных вычислений, показаны преимущества и недостатки распространенных подходов. Также для повышения стабильности и улучшения временных характеристик работы рассматриваются способы решения задачи отказоустойчивости в данной распределенной системе и подход к балансировке нагрузки.