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

Abstract

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.