日本地球惑星科学連合2015年大会

講演情報

口頭発表

セッション記号 S (固体地球科学) » S-TT 計測技術・研究手法

[S-TT55] ハイパフォーマンスコンピューティングが拓く固体地球科学の未来

2015年5月27日(水) 14:15 〜 16:00 103 (1F)

コンビーナ:*堀 高峰(独立行政法人海洋研究開発機構・地震津波海域観測研究開発センター)、金田 義行(海洋研究開発機構)、堀 宗朗(東京大学地震研究所)、日野 亮太(東北大学災害科学国際研究所)、有川 太郎(独立行政法人港湾空港技術研究所)、等々力 賢(東京大学大学院情報学環 総合防災情報研究センター / 地震研究所 巨大地震津波災害予測研究センター)、座長:堀 高峰(独立行政法人海洋研究開発機構・地震津波海域観測研究開発センター)

15:45 〜 16:00

[STT55-06] HPCを用いた巨大デジタル岩石内の2相間隙流体シミュレーション

蒋 飛1、*辻 健1 (1.九州大学カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所)

キーワード:デジタル岩石, 格子ボルツマン法, 2層流シミュレーション, GPU, 二酸化炭素の地下貯留

A numerical implementation based on a Graphics Processing Unit (GPU) is proposed for the acceleration of the two-phase simulation using Lattice Boltzmann Method (LBM). The LBM yields regular, data-parallel computations; therefore, it is especially well fitted to GPU calculations. This study focuses on the application of the LBM for fluid displacement computations in real rock sample. For this purpose, the digital rock model is reconstructed from the micro-CT scanned images of reservoir sample with a resolution of 2.0 um. In order to obtain reliable and accurate results from the developed numerical model, the computational domain must be large enough to cover the representative element size (REV) of sample rock. As a result, pore scale LBM simulation of multiphase porous medium systems with sufficient resolution and large grid-number are very computationally challenging. To achieve this extremely large-scale simulation, multi-GPU parallel scheme by using CUDA and MPI is developed. Careful optimizations include sparse storage scheme, efficient domain decomposition and non-blocking communication are desired for algorithm implementation. Finally, we succeeded to perform a two-phase simulation with 10 billion (1000 x1000x1000) mesh sizes using a small-scale GPU cluster. The developed large-scale simulation method enables the direct upscaling from pore scale to core scale which is a very powerful tool for many engineering applications such as enhanced oil recovery (EOR) and Carbon Capture and Storage (CCS).