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2018 | OriginalPaper | Buchkapitel

Efficient Solution Techniques for Multi-phase Flow in Porous Media

verfasst von : Henrik Büsing

Erschienen in: Large-Scale Scientific Computing

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

Multi-phase flow in porous media is relevant for many applications, e.g. geothermal energy production, groundwater remediation, CO\(_2\) sequestration, enhanced oil recovery or nuclear waste storage. The arising non-linear partial differential equations are highly non-linear and thus often solved in a fully implicit way. We present a Schur complement reduction method relying on algebraic multigrid methods for solving the arising linear systems. This method is compared to a classical Constrained Pressure Residual (CPR-AMG) approach. It turns out that the new method is competitive to the classical approach with the advantage that it relies only on scalable algebraic multigrid (AMG) and not on incomplete LU (ILU) preconditioning. Scaling results are presented for both methods on the Jülich high performance computer JUQUEEN.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Balay, S., Abhyankar, S., Adams, M.F., Brown, J., Brune, P., Buschelman, K., Dalcin, L., Eijkhout, V., Gropp, W.D., Kaushik, D., Knepley, M.G., McInnes, L.C., Rupp, K., Smith, B.F., Zampini, S., Zhang, H., Zhang, H.: PETSc users manual. Technical report ANL-95/11 - Revision 3.7, Argonne National Laboratory (2016). http://www.mcs.anl.gov/petsc Balay, S., Abhyankar, S., Adams, M.F., Brown, J., Brune, P., Buschelman, K., Dalcin, L., Eijkhout, V., Gropp, W.D., Kaushik, D., Knepley, M.G., McInnes, L.C., Rupp, K., Smith, B.F., Zampini, S., Zhang, H., Zhang, H.: PETSc users manual. Technical report ANL-95/11 - Revision 3.7, Argonne National Laboratory (2016). http://​www.​mcs.​anl.​gov/​petsc
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Zurück zum Zitat Bear, J.: Dynamics of Fluids in Porous Media. Elsevier, New York (1972)MATH Bear, J.: Dynamics of Fluids in Porous Media. Elsevier, New York (1972)MATH
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Zurück zum Zitat Brooks, R.J., Corey, A.T.: Hydraulic Properties of Porous Media, vol. 3. Colorado State University Hydrology Paper, Fort Collins (1964) Brooks, R.J., Corey, A.T.: Hydraulic Properties of Porous Media, vol. 3. Colorado State University Hydrology Paper, Fort Collins (1964)
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Zurück zum Zitat Darcy, H.: Les fontaines publiques de la ville de Dijon. Dalmont, Paris (1856) Darcy, H.: Les fontaines publiques de la ville de Dijon. Dalmont, Paris (1856)
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Zurück zum Zitat Lacroix, S., Vassilevski, Y., Wheeler, J., Wheeler, M.: Iterative solution methods for modeling multiphase flow in porous media fully implicitly. SIAM J. Sci. Comput. 25(3), 905–926 (2003)MathSciNetCrossRefMATH Lacroix, S., Vassilevski, Y., Wheeler, J., Wheeler, M.: Iterative solution methods for modeling multiphase flow in porous media fully implicitly. SIAM J. Sci. Comput. 25(3), 905–926 (2003)MathSciNetCrossRefMATH
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Zurück zum Zitat Saad, Y., Schultz, M.H.: GMRES: a generalized minimal residual algorithm for solving nonsymmetric linear systems. SIAM J. Sci. Stat. Comput. 7(3), 856–869 (1986)MathSciNetCrossRefMATH Saad, Y., Schultz, M.H.: GMRES: a generalized minimal residual algorithm for solving nonsymmetric linear systems. SIAM J. Sci. Stat. Comput. 7(3), 856–869 (1986)MathSciNetCrossRefMATH
Metadaten
Titel
Efficient Solution Techniques for Multi-phase Flow in Porous Media
verfasst von
Henrik Büsing
Copyright-Jahr
2018
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-73441-5_63