“Digital Core” Technology and Supercomputer Computing

V. A. Balashov; Балашов В. А.; E. B. Savenkov; Савенков Е. Б.; B. N. Chetverushkin; Четверушкин Б. Н.

doi:10.31857/S0869587323060026

“Digital Core” Technology and Supercomputer Computing

Authors: Balashov V.A.¹, Savenkov E.B.¹, Chetverushkin B.N.¹
Affiliations:
1. Keldysh Institute of Applied Mathematics (KIAM), Moscow, Russia
Issue: Vol 93, No 6 (2023)
Pages: 503-511
Section: С КАФЕДРЫ ПРЕЗИДИУМА РАН
URL: https://journal-vniispk.ru/0869-5873/article/view/140556
DOI: https://doi.org/10.31857/S0869587323060026
EDN: https://elibrary.ru/VXNPZB
ID: 140556

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

This article is focused on the modeling of multiphase hydrodynamic flows within “digital core” technology for the needs of the oil and gas industry. The essence of this technology is direct numerical simulation of the flows on the scale of the pore space of oil and gas reservoir rocks with direct resolution of the structure of this space and the dynamics of interphase boundaries. The importance of the development of high-performance computing facilities (supercomputers) for the successful implementation of this technology is emphasized. Work carried out by the Keldysh Institute of Applied Mathematics, RAS, in the field of mathematical models, computational algorithms, and their software implementation is described.

Keywords

microflows, software package, digital core, quasi-hydrodynamic regularization

References

Berg C.F., Lopez O., Berland H. Industrial applications of digital rock technology // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2017. V. 157. P. 131–147.
Blunt M.J. Flow in porous media and pore-network models and multiphase flow // Current Opinion in Colloid & Interface Science. 2001. V. 6. № 3. P. 197–207.
Kim K. Phase-Field Models for Multi-Component Fluid Flows // Communications in Computational Physics. 2012. V. 12. № 3. P. 613–661.
Mauri R. Multiphase microfluidics: The Diffuse Interface Model // CISM Courses and Lectures. V. 538. Springer-Verlag Wien, 2012.
Четверушкин Б.Н. Пределы детализации и формулировка моделей уравнений сплошных сред // Матем. моделирование. 2012. № 11. С. 33–52; Chetverushkin B.N. Math. Models Comput. Simul. 2013. № 3. Р. 266–279.
Четверушкин Б.Н. Кинетические схемы и квазигазодинамическая система уравнений. М.: МАКС Пресс, 2004.
Елизарова Т.Г. Квазигазодинамические уравнения и методы расчёта вязких течений. М.: Научный мир, 2007.
Балашов В.А., Савенков Е.Б. Квазигидродинамическая модель для описания течений многофазной жидкости с учётом межфазного взаимодействия // Прикладная механика и техническая физика. 2018. № 3. С. 57–68.
Imperial College London. https://www.imperial.ac.uk/ earth-science/research/research-groups/pore-scale-modelling/micro-ct-images-and-networks/ (дата обращения 12.05.2023).
Ierusalimschy L., de Figueiredo H., Filho W.C. Lua – an extensible extension language // Software-Practice & Experience. 1996. V. 26. № 6. P. 635–652.
Балашов В.А., Савенков Е.Б. Применение квазигидродинамической системы уравнений для прямого моделирования течений в образцах керна // Доклады Академии наук. 2016. Т. 467 (5). С. 534–536.
Балашов В.А. Прямое моделирование микротечений умеренно-разреженного газа в образцах горных пород // Матем. моделирование. 2018. № 9. С. 3–20.
Balashov V., Zlotnik A., Savenkov E. Numerical method for 3D two-component isothermal compressible flows with application to digital rock physics // Russ. J. Numer. Anal. Math. Model. 2019. V. 34. № 1. P. 1–13.
Balashov V., Zlotnik A., Savenkov E. Analysis of a regularized model for the isothermal two-component mixture with the diffuse interface // Russ. J. Numer. Anal. Math. Model. 2017. V. 32. № 6. P. 347–358.
Балашов В.А., Савенков Е.Б., Четверушкин Б.Н. Вычислительные технологии программного комплекса DiMP-Hydro для моделирования микротечений // Матем. моделирование. 2019. № 7. С. 21–44. https://doi.org/10.1134/S0234087919070025
Balashov V.A. Dissipative spatial discretization of a phase field model of multiphase multicomponent isothermal fluid flow // Computers and Mathematics with Applications. 2021. № 7. P. 112–124. https://doi.org/10.1016/j.camwa.2021.03.013
Балашов В.А., Савенков Е.Б. Регуляризованная изотермическая модель типа фазового поля двухкомпонентной двухфазной сжимаемой жидкости и её одномерная пространственная дискретизация // Дифференциальные уравнения. 2020. № 7. С. 887–900. https://doi.org/10.1134/S0374064120070055
Balashov V.A., Savenkov E.B. Thermodynamically consistent spatial discretization of the one-dimensional regularized system of the Navier–Stokes–Cahn–Hilliard equations // Journal of Computational and Applied Mathematics. 2020. V. 372. Article number 112743. https://doi.org/10.1016/j.cam.2020.112743
Balashov V., Savenkov E. A regularized phase field model for solid–fluid dynamics description // Continuum Mech. Thermodyn. 2023. V. 35. P. 625–644. https://doi.org/10.1007/s00161-023-01203-1