• ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН
• Новости
• Руководство
• Администрация
• Структура
• ЦКП
• Мини-фабрика
• Образование
• Публикации
• Разработка СБИС
• Разработка ПО
• Конференции
• Персоналии
• Вакансии
• Библиотека
• Услуги
• Документы
• Доска почета
• Контакты

Журнал Труды НИИСИ РАН

Том 8 № 4

I. МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Гауссова аппроксимация спектральной плотности для 1D модели Изинга

Л.Б. Литинский, И.М. Каганова

ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, Москва, Россия

Аннотация. Изучена плотность состояний для 1D модели Изинга. Установлено, что гауссова аппроксимация спектральной плотности делает метод n-окрестностей непригодным для описания 1D модели Изинга. Найдено точное комбинаторное выражение для распределения энергий в n-окрестности. На этой основе получено распределение намагниченности для произвольной температуры.

Ключевые слова: плотность состояний, 1D модель Изинга, метод n-окрестностей.

Классификация полей проницаемости карбонатных трещиноватых коллекторов специальными методами ГИС и ГДИ

А.А. Колеватов, Ю.М. Штейнберг, Ю.Б. Чен-лен-сон, А.Г. Дяченко

ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, Москва, Россия Аннотация. В статье рассматриваются особенности карбонатных трещиноватых нефтенасыщенных коллекторов связанные с различиями их фильтрационно-емкостных свойств, на основе которых возможно разделение вскрытых скважинами пород-коллекторов на петрофизические классы с идентификацией особенностей выделенных классов. Ключевые слова: карбонатные трещиноватые коллектора, геофизические исследования скважин (ГИС), акустический каротаж, гидродинамические исследования скважин (ГДИ)

Разработка методики определения типа карбонатного нефтенасыщенного коллектора

А.А. Колеватов, Ю.М. Штейнберг, Ю.Б. Чен-лен-сон, А.А. Егоров, А.М. Гиацинтов, А.Г. Дяченко

ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, Москва, Россия, ООО «КБ АССА», Москва, Россия

Аннотация. В статье представлен подход к определению структуры пустотного пространства карбонатного нефтенасыщенного коллектора. Рассматриваются вопросы классификации карбонатного нефтенасыщенного коллектора. Описывается разработка методики определения типа коллектора посредством выявления закономерностей в данных гидродинамических исследований, геофизических исследований скважин в открытом стволе и промыслово-геофизических исследований.

Ключевые слова: карбонатные нефтенасыщенные коллектора, геофизические исследования скважин (ГИС), гидродинамические исследования скважин (ГДИ), промыслово-геофизические исследования (ПГИ), методика определения типа карбонатного нефтенасыщенного коллектора

Оценка чувствительности математических моделей разработки нефтяных месторождений к исходным данным

И.В. Афанаскин1, Н.П. Ефимова2, Д.В. Солопов3, П.В. Ялов4

ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, Москва, Россия

Аннотация. В работе подробно описывается математическая модель трехфазной фильтрации нефти, газа и воды. Для этой модели приводится полностью неявная численная схема на сетке Вороного. Анализируются исходные данные для моделирования, их достоверность и пути получения. Рассматриваются вопросы адаптации моделей. На примере реальной модели одного из месторождений Западной Сибири с помощью коммерческого симулятора Rubis (Kappa Engineering) анализируется чувствительность математической модели трехфазной фильтрации к исходным данным. Даются рекомендации по адаптации моделей на основе анализа влияния точности параметров модели на результаты расчетов.

Ключевые слова: теория фильтрации, математическое моделирование, разработка нефтяных месторождений, анализ чувствительности.

Нульмерная математическая модель для анализа разработки нефтяных месторождений методом ячеек заводнения

И.В. Афанаскин, А.В. Королев

ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, Москва, Россия

Аннотация. Представлена нульмерная математическая модель для анализа разработки нефтяных месторождений методом ячеек заводнения. Кроме классических возможностей метода ячеек заводнения эта модель позволяет прогнозировать показатели разработки при режимах работы скважин, отличающихся от базовых. Модель справедлива при условии, что пластовое и забойное давление выше давления насыщения нефти газом. При этом скважины должны быть уже обводнены (параметры необводненных скважин принимаются по аналогии). Предлагается подход к автоматизации процесса адаптации модели ячеек заводнения. В приведенном примере использования модели получено хорошее совмещение фактических и расчетных показателей разработки не только на истории, но и при прогнозе. В примере дается анализ влияния шага по времени на точность расчета пластового давления и водонасыщенности.

Ключевые слова: ячейки заводнения, анализ разработки, двухфазная фильтрация.

Применение методики расчета двухфазной фильтрации жидкости в пористых средах на модели реального месторождения

О.И. Бутнев, В.Ю. Кузнецов, В.А. Пронин, М.Л. Сидоров, И.В. Афанаскин, А.В. Королев, П.В. Ялов

ФГУП «РФЯЦ - ВНИИЭФ», Саров, Россия, ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, Москва, Россия

Аннотация. Ранее авторами была опубликована методика расчета двухфазной фильтрации жидкостей (на основе модели BlackOil) с использованием призматических структурированных и неструктурированных сеток, в которой для решения уравнений был применен полностью неявный конечно-объемный метод. Работоспособность методики была продемонстрирована на тестовой задаче, основанной на стандартном тесте SPE8. В данной статье приводятся результаты расчета гидродинамической модели реального месторождения по методике, изложенной ранее. Полученные результаты сравниваются с результатами коммерческого программного обеспечения.

Ключевые слова: двухфазная фильтрация, конечно-объемный метод, призматические сетки.

Учёт факторов, влияющих на фазовое состояние «парафинов» в пластовых нефтях

К.Д.Ашмян, А.К.Пономарев, О.В.Ковалева

ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, Москва, Россия, АО «ВНИИнефть». Москва, Россия

Аннотация. Рассмотрен вопрос учета факторов, влияющих на фазовое состояние «парафинов» в пластовых нефтях. Приведены формулы и расчетная таблица для определения температуры насыщения нефти парафином при различном газосодержании и соответствующие графические зависимости. Показано влияние асфальто-смолистых компонентов на выпадение (образование) твердой фазы в пластовой нефти.

Ключевые слова: нефть пластовая, фазовое состояние, температура насыщения нефти парафином, газосодержание, смолы, асфальтены, парафин.

II. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ВИЗУАЛИЗАЦИЯ

Система управления виртуальной моделью марсохода

М.В. Михайлюк, Е.В. Страшнов, Л.А. Финагин

ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, Москва, Россия

Аннотация. В работе предлагается метод управления виртуальной трехмерной моделью марсохода с помощью виртуального пульта и функциональной схемы расчета управляющих сигналов. Управление позволяет осуществлять движение марсохода, раскрытие и сворачивание солнечных батарей, включение и выключение фар, повороты видео камер, а также выполнение операций забора грунта с помощью бура. Апробация системы управления моделью марсохода проводилась в рамках комплекса виртуального окружения, разработанного в ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН.

Ключевые слова: система виртуального окружения, система управления, модель марсохода

Программный комплекс визуализации цифровой модели керна

М.В. Михайлюк, П.Ю. Тимохин, И.Н. Мироненко

ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, Москва, Россия

Аннотация. В статье описывается разработанная в ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН альфа-версия программного комплекса визуализации цифровой модели керна, полученной с помощью рентгеновской компьютерной томографии. Созданный комплекс позволяет визуализировать в масштабе реального времени поровое пространство в выделенном объеме цифровой модели керна, синтезировать изображения поперечных сечений цифровой модели керна, исследовать структуру модели керна с помощью кросс-сечений. Комплекс включает в себя разработанную графическую оболочку, позволяющую эффективно объединять в единую систему различные методы визуализации и расширять ее новыми методами. Была проведена успешная апробация разработанного комплекса на цифровой модели образца керна баженовской свиты, которая подтвердила корректность предлагаемых решений и их применимость в исследованиях специалистов нефтегазовой отрасли.

Ключевые слова: цифровая модель, керн, поровое пространство, поперечное сечение, кросс-сечение, визуализация, OpenGL.

Алгоритм решения задачи планирования вычислений в многопроцессорной системе с нефиксированными параметрами

М.Г. Фуругян

ВЦ ФИЦ ИУ РАН, Москва, Россия

Аннотация. Рассматривается задача составления расписания без прерываний и переключений в многопроцессорной системе для случая, когда работы имеют общий директивный интервал, а длительности их выполнения линейно зависят от объема выделенных им дополнительных ресурсов. Разработан алгоритм решения задачи, который является псевдополиномиальным при фиксированном числе процессоров.

Ключевые слова: многопроцессорная система, допустимое расписание без прерываний, директивный интервал, распределение ресурсов.

Принцип наименьшего действия и термодинамика ориентированного ациклического графа

А.Л.Круглый

ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, Москва, Россия

Аннотация. Рассмотрена дискретная модель конечной области непрерывного пространства-времени на микроуровне, которая представляет собой конечный связный ориентированный ациклический граф, каждая вершина которого имеет полустепени захода и исхода не более двух, называемый x-граф. Рассмотрено статистическое описание x-графов. Различные макроскопические состояния пространства-времени соответствуют различным подмножествам x-графов. Принцип наименьшего действия означает, что в макроскопическом пределе реализуется наиболее вероятный вариант состояния пространства-времени. Построено множество x-графов, соответствующее одиночной массивной частице и порождаемому ей гравитационному полю. Показано, что для этой модели действие имеет стандартный вид, постулируемый в ОТО. Определены топологические характеристики x-графа, которые можно идентифицировать с интегралом от скалярной кривизны пространства-времени, массой и собственным временем частицы.

Ключевые слова: принцип наименьшего действия, общая теория относительности, термо-динамика, статистическая физика, ориентированный ациклический граф.

Инструментарий подготовки блочно-структурированной сетки для проведения расчетов методом RANS/ILES

Л.А. Бендерский, Д.А. Любимов, А.А. Рыбаков

Межведомственный суперкомпьютерный центр РАН - филиал ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, Москва, Россия

Аннотация. Метод RANS/ILES с явным разрешением турбулентных вихрей успешно применяется для расчета нестационарных турбулентных течений. Применение данного метода требует большого количества вычислительных ресурсов, которое может обеспечить только суперкомпьютер. При использовании суперкомпьютера остро встает вопрос распараллеливания вычислений и их масштабирования на расчетные сетки, содержащие большое количество ячеек. В данной статье описываются подходы к подготовке блочно-структурированной расчетной сетки, позволяющие эффективно проводить вычисления на суперкомпьютере с использованием RANS/ILES метода.

Ключевые слова: RANS/ILES, суперкомпьютер, масштабирование, блочно-структурированная расчетная сетка, дробление расчетной сетки, распределение вычислительной нагрузки

О цифровой экономике

С.Г. Романюк

ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, Москва, Россия

Аннотация. В 2017 году Правительством России была принята программа перехода к цифровой экономике, однако во многих публикациях признаётся, что общепринятого определения термина «цифровая экономика» не существует. В статье говорится о том, какой смысл может приобрести словосочетание «цифровая экономика», если отталкиваться от значения слова «цифровая», в котором оно употребляется в информатике и вычислительной технике, и какие из этого могут быть сделаны практические выводы.

Ключевые слова: компьютер, компьютерная программа, информация, аналоговые данные, цифровые данные, неосязаемость, оцифровка, интерпретация, искусственный интеллект, Интернет, электронный документ.

III. ВОПРОСЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

Векторизация сильно разветвленного управления с помощью инструкций AVX-512

А.А. Рыбаков, С.С. Шумилин

Межведомственный суперкомпьютерный центр РАН - филиал ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, Москва, Россия

Аннотация. Векторизация вычислений является важнейшей оптимизацией, с помощью которой может быть достигнуто кратное ускорение расчетных кодов. По мере развития современных микропроцессоров длина вектора в векторных операциях постоянно увеличивается. В современных линейках микропроцессоров Intel x86 (Xeon Phi KNL и Xeon Skylake) длина вектора уже достигает 512 бит. Однако зачастую программный код написан таким образом, что автоматическое применение векторизации невозможно. Причинами отказа от применения векторизации может стать наличие зависимостей между операциями в коде, вызовы функций или непостоянное количество итераций циклов в векторизуемых гнездах. В статье рассматривается актуальная проблема векторизации циклов, тела которых содержат сложное управление. Предложены два подхода к применению векторизации для циклов с условием и рассмотрено применение данных подходов на практической задаче с сильно разветвленным управлением.

Ключевые слова: оптимизация, векторизация цикла, предикатный режим исполнения, AVX-512, функции-интринсики, сильно разветвленное управление.

Об одном методе конфигурирования сети научного суперкомпьютерного центра

А.В.Баранов, А.П.Овсянников, В.Ф.Огарышев, В.И.Федоров

Межведомственный суперкомпьютерный центр РАН – филиал ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, Московский физико-технический институт (государственный университет), Москва, Россия

Аннотация. В статье рассматривается подход к автоматизации решения одной из важных повседневных задач системного администратора суперкомпьютерного научного центра – реконфигурации оборудования сегментированной локальной вычислительной сети. Авторы предлагают использовать специальный язык разметки сети Network Markup Language (NML), на котором возможно составить описание сети с необходимой полнотой. С помощью разработанного авторами программного средства администратор может преобразовать NML-описание сети в набор конфигурационных файлов сетевых устройств. За счёт модульной архитектуры спектр поддерживаемых программным средством сетевых устройств может быть расширен путём разработки и добавления в систему новых модулей. В статье также приводится методика проверки корректности сгенерированной конфигурации, основанная на применении среды имитационного моделирования GNS3, и даётся предварительная оценка эффективности предложенного авторами подхода.

Ключевые слова: настройка сети, Network Markup Language, NML, VLAN, суперкомпью-терный центр, GNS3

Модернизация подсистемы сбора и обработки статистики центра коллективного пользования вычислительными ресурсами МСЦ РАН

А.В.Баранов, Е.А.Киселёв, Е.С.Кормилицин, В.Ф.Огарышев, П.Н.Телегин

Межведомственный суперкомпьютерный центр РАН - филиал ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, Москва, Россия, Московский физико-технический институт (государственный университет), Москва, Россия

Аннотация. В статье рассматривается подсистема сбора и обработки статистической информации о работе суперкомпьютерного центра коллективного пользования на примере Межведомственного суперкомпьютерного центра Российской академии наук (МСЦ РАН). Авторами были выявлены недостатки существующей версии подсистемы сбора и обработки статистики, выбраны архитектура и инструментальные средства для реализации программного средства, устраняющего выявленные недостатки. В статье приводятся структура и алгоритмы работы разработанного программного средства, рассматриваются его возможности и отмечаются результаты опытной эксплуатации во внутренней сети МСЦ РАН.

Ключевые слова: высокопроизводительные вычисления, суперкомпьютеры, планирование заданий, статистика работы суперкомпьютера, «тонкий» клиент, web-интерфейс, база данных статистики

О росте числа анонсируемых подсетей в глобальной таблице маршрутизации Интернет

А.П.Овсянников, А.А.Шер

Межведомственный суперкомпьютерный центр РАН - филиал ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, Москва, Россия

Аннотация. В статье затрагиваются вопросы увеличения размера глобальной таблицы маршрутизации, приводится попытка оценить масштабы последствий такого роста для научных телекоммуникационных сетей и операторов связи, использующих в своих сетях полноразмерные глобальные таблицы маршрутизации, а также рассматривается влияние роста числа маршрутов на стабильность доступа к ресурсам во всемирной сети Интернет.

Ключевые слова: маршрутизация, Интернет, глобальная таблица маршрутизации, BGP, подсети, IPv4, IPv6

Разработка представления неформатных документов с автоадаптивным шрифтом

И.Н. Чередниченко, К.Ю.Юдинцев

Межведомственный суперкомпьютерный центр РАН - филиал ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, Москва, Россия

Аннотация. Рассматривается задача приведения результатов работы процедуры ретроконверсии (восстановления) сканированных неформатных документов (рукопечатных или выполненных с использованием нерегулярных шрифтов) к современным веб-стандартам для задач формирования и использования цифровых фондов электронных библиотек. Описываются конечные стадии процедуры ретроконверсии и предлагается формат на основе JSON-стандарта для интеграции с веб-браузерами, поддерживающими стандарт HTML-5.

Ключевые слова: ретроконверсия, автоадаптивные шрифты, электронная библиотека, JSON, Фурье.

Технология сбора данных самоконтроля для программ параллельной обработки сигналов в мультипроцессорных комплексах реального времени

Т.К. Грингауз, А.Н. Онин

ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, Москва, Россия

Аннотация. Рассматриваются мультипроцессорные комплексы реального времени на базе процессоров с архитектурой КОМДИВ, функционирующих в коммутируемой коммуникационной среде RapidIO [1]. Мультипроцессорные приложения разрабатываются на основе библиотеки параллельной обработки сигналов (БПОС) [2]. Для самоконтроля системы целесообразно в цикле вычислительного конвейера анализировать измерения параметров, характеризующих состояние объектов БПОС. Результаты измерений, осуществляемых на локальных процессорах, должны собираться на едином аккумулирующем процессоре на каждой итерации цикла. Разработана технология, основанная на использовании транзакций типа NWRITE в среде RapidIO в качестве транспортного механизма.

Ключевые слова: самоконтроль системы, библиотека параллельной обработки сигналов, вычислительная стадия, группа процессоров, поток данных, таймер, порт потока, стадия-аккумулятор, функция-обработчик, коммуникационная среда RapidIO, транзакция типа NWRITE.

О применении тиражируемой системы при автоматизации расчета заработной платы и кадрового учета

И.Б. Егорычев, А.А. Прилипко, Г.А. Прилипко, С.Г. Романюк, Д.В. Самборский

ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, Москва, Россия

Аннотация. В статье описан распределенный комплекс информационных систем, успешно использованный при автоматизации кадрового учета и расчета заработной платы на крупном предприятии, ведущем коммерческую деятельность. Рассмотрены особенности учета, требующие наличия дополнительной детализации расчета и предоставления комплекса управленческой отчетности. Описаны используемые средства обмена и верификации данных между информационными системами, входящими в состав комплекса. Приведены примеры учетных и технических задач, которые были решены в процессе автоматизации.

Ключевые слова: распределенные системы, автоматизация учета, обмен данными, верификация данных, кадровый учет, расчет заработной платы

Методы создания распределенного комплекса информационных систем для автоматизации управленческого и бухгалтерского учета

А.Б. Бетелин, И.Б. Егорычев, А.А. Прилипко, Г.А. Прилипко, С.Г. Романюк, Д.В. Самборский

ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, Москва, Россия

Аннотация. В статье рассмотрены методы и опыт создания распределенного комплекса  информационных систем, успешно используемого на протяжении более 20 лет при автоматизации управленческого, кадрового и бухгалтерского учета крупного государственного учреждения. Особое внимание уделяется проблемам точного и своевременного расчета заработной платы в соответствии со спецификой учета. Описаны подходы к применению как тиражируемых, так и специально разработанных систем, а также созданию средства обмена и верификации данных между ними. Приведены примеры задач, решенных в процессе автоматизации учета и модернизации комплекса.

Ключевые слова: распределенные системы, автоматизация учета, обмен данными, верификация данных, кадровый учет, расчет заработной платы.

Проведение цикла занятий "Алгоритмика" в летнем лагере для дошкольников и младшеклассников

А. Г. Кушниренко, А.Г. Леонов, И.Н. Грибанова, М. В. Райко

ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, Москва, Россия, ФГБОУВО «Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова», механико-математический факультет, Москва, Россия, ФГБОУВО «Московский педагогический государственный университет», Москва, Россия

Аннотация. В настоящей статье описаны методика и программное обеспечение, позволяющие провести краткий курс "Алгоритмика" в разновозрастной группе летнего лагеря. Программное обеспечение и методика получены путем адаптации материалов годового курса "Алгоритмика для дошкольников"[1].

Ключевые слова: информатика, алгоритмика, программирование, ПиктоМир, школьные олимпиады.

Том 8 № 4