【摘 要】
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可视化是油藏数值模拟结果数据与工程师之间的媒介,而等值线是可视化的重要表示形式,它同时在气象、医学、地球科学等许多领域也有着重要的作用。本文主要研究了在复杂情况下
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可视化是油藏数值模拟结果数据与工程师之间的媒介,而等值线是可视化的重要表示形式,它同时在气象、医学、地球科学等许多领域也有着重要的作用。本文主要研究了在复杂情况下由PEBI网格进行油藏数值模拟计算后的结果的等值线生成算法、多核并行运行的等值线生成算法以及使用GPU加速的等值线生成算法。在串行的等值线生成部分,本文先讨论了等值线生成的一般过程,包括等值点对的计算、等值线的追踪、光滑、标注及填充等内容。针对含断层的情况,本文设计了利用原有的PEBI网格来细分断层附近网格的算法来处理这一问题,针对由PEBI网格生成的Delaunay三角网格导致边界附近出现空缺的情况,设计了利用已有网格对边界附近进行网格生成的算法。该算法只增加了少量的网格,并且插值少,对原有数值的精度影响不大,可以生成符合断层附近变化趋势的等值线。在多核并行的等值线生成部分,本文分析了串行算法中各个模块的运行时间以及并行的可能性,主要针对耗时最多的等值线追踪这一部分,根据等值线在相邻网格是连接关系的这一特征,对工作区域进行划分并单独生成区域内的等值线,最后两两进行合并,形成最终的等值线。使用OpenMP实现的实验结果表明,在多核机器上运行可以大大减少等值线追踪的时间。在GPU加速生成等值线部分,本文分析了等值线追踪的数据结构以及其追踪过程,针对GPU含有线程非常多这一特征,设计了一种新的合并算法。在合并的每轮中,每个线程只负责一对等值点对,在已经合并好的一部分等值点对中搜索,每轮搜索的范围越来越大,所有线程一直都处于工作状态。使用CUDA实现的实验结果表明,在NVidia的显卡上运行可以极大地降低等值线追踪的时间。
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