<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Vestnik of Don State Technical University</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Vestnik of Don State Technical University</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Вестник Донского государственного технического университета</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">1992-5980</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">10873</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.12737/18131</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Механика</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>Mechanics</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Механика</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">Advanced alternate triangular method of numerical solution of spatial three-dimensional problems of two-phase filtra-tion of incompressible fluid </article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Усовершенствованный попеременно-треугольный метод численного решения пространственно-трехмерных задач фильтрации двухфазной несжимаемой жидкости</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Григорян  </surname>
       <given-names>Лусинэ Арсеновна</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Grigoryan  </surname>
       <given-names>Lusine Арсеновна</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>honey.lusine@mail.ru</email>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Сухинов</surname>
       <given-names>Александр Иванович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Sukhinov</surname>
       <given-names>Aleksandr Иванович</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>sukhinov@gmail.com</email>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Сухинов </surname>
       <given-names>Андрей Александрович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Sukhinov </surname>
       <given-names>Andrey Александрович</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>andreysukhinov@gmail.com</email>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2016-01-22T00:00:00+03:00">
    <day>22</day>
    <month>01</month>
    <year>2016</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2016-01-22T00:00:00+03:00">
    <day>22</day>
    <month>01</month>
    <year>2016</year>
   </pub-date>
   <volume>16</volume>
   <issue>1</issue>
   <fpage>5</fpage>
   <lpage>18</lpage>
   <self-uri xlink:href="https://zh-szf.ru/en/nauka/article/10873/view">https://zh-szf.ru/en/nauka/article/10873/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Целью данной работы является рассмотрение пространственно-трехмерной модели Баклея — Леверетта фильтрации двухфазной несжимаемой жидкости «нефть — вода» в при-ближении Буссинеска и ее численная реализация усовершен-ствованным вариантом модифицированного попеременно-треугольного метода (МПТМ), учитывающим специфику функций точечных источников, имеющих дельтаобразный характер. Для предложенного усовершенствованного варианта МПТМ выполнено построение набора итерационных пара-метров и получены необходимые оценки спектральных пара-метров метода. Оценка скорости сходимости итерационного процесса асимптотически эквивалентна оценке для базового итерационного МПТМ, предложенного ранее А. А. Самарским и Е. С. Николаевым. Построенный вариант итерационного метода был применен для решения модельной задачи фильтрации — вытеснения нефти методом заводнения в существенно неоднородном пласте, для которого значения коэффициента проницаемости менялись более чем в 104 раза. Что касается вычислительной эффективности такого подхода, то число итераций сократилось в 10–70 раз по сравнению с традиционно используемыми итерационными методами —Зейделя и верхней релаксации с шахматной упорядоченностью узлов.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>The work objective is to consider a space 3D Buckley –Leverett filtration model of the two-phase incompressible liquid “oil-water” to Boussinesq approximation, and its numerical solution by the modified alternate triangular method (MATM) with account for the specificity of the point source functions with delta-like character. For the proposed advanced MATM version, a set of iteration parameters is built, and the needed estimates of the method spectral parameters are obtained. The estimation of the convergence rate of the iteration process is asymptotically equivalent to the assessment for the base iterative MATM proposed earlier by A.A. Samarsky and E.S. Nikolaev. The constructed iteration method modification is applied to solve a model task of filtering-displacement of oil by the flooding method in the essentially heterogeneous stratum for which permeability coefficient values have been changed by more than 104 times. As for the computational efficiency of this approach, the number of iterations is reduced by 10-70 times as compared with the widely used techniques – Seidel method, and the overrelaxation with checkered nodes ordering.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>модели фильтрации Баклея — Леверетта</kwd>
    <kwd>двухфазная несжимаемая жидкость</kwd>
    <kwd>разностные схемы</kwd>
    <kwd>итерационный попеременно-треугольный метод</kwd>
    <kwd>итерационные параметры.</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>Buckley – Leverett filtration models</kwd>
    <kwd>two-phase incompressible liquid</kwd>
    <kwd>difference schemes</kwd>
    <kwd>iteration alternate triangular method</kwd>
    <kwd>iteration parameters.</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>В современных условиях для решения значимых задач проектирования разработок нефтяных месторождений (РНМ) и совершенствования технологии добычи углеводородного сырья используется методология математического моделирования и комплексы программ, реализующих современные вычислительные методы [1, 2]. Важный класс задач, возникающих при проектировании РНМ, — задачи фильтрации многофазных жидкостей в пористых средах, сформулированные при тех или иных упрощающих предположениях. Данный класс задач после дискретизации приводит к сеточным уравнениям, которые могут иметь размерности 105–109 и должны решаться многократно (многие десятки, сотни тысяч раз) для временных промежутков, составляющих десятки месяцев. В практике вычислительных методов решения задач данного класса широко применяется IMPES-метод (IMplicitonPressureandExplicitonSaturation) — неявный по давлению и явный по насыщенности [3]. Поэтому основной объем вычислительной работы приходится на решение уравнений эллиптического типа в относительно небольшом числе узлов сетки с функциями источников, отличными от нуля и имеющими характер дельта-функций (функций точечных источников) для определения давления. Следует учитывать данную специфику сеточного оператора задачи. В противном случае, а также при недостаточной обусловленности системы разностных уравнений, вызванной высокой размерностью и существенной неоднородностью характеристик пластовой системы, снижается качество вычислений. В первую очередь следует отметить, что замедляются итерационные процессы, а при использовании техники чебышевского ускорения наблюдается потеря сходимости метода, обусловленная ошибкой в определении спектральных характеристик операторов. В данной работе указанная проблема снимается за счет построения оператора-предобусловливателя, содержащего член, обусловленный наличием источников и корректных спектральных двухсторонних оценок для оператора-предобусловливателя.</p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Азиз, Х. Математическое моделирование пластовых систем / Х. Азиз, Э. Сеттари. - Москва ; Ижевск : Институт компьютерных исследований, 2004. - 416 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Aziz, K., Settary, E. Matematicheskoe modelirovanie plastovykh system. [Mathematical modeling of tabular sys-tems.] Moscow; Izhevsk: Institute of Computer Science, 2004, 416 p. (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Коновалов, А. Н. Задачи фильтрации многофазной несжимаемой жидкости / А. Н. Коновалов. - Новоси-бирск : Наука, 1988. - 166 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Konovalov, А.N. Zadachi fil&amp;#180;tratsii mnogofaznoy neszhimaemoy zhidkosti. [Filtering problems of multiple incom-pressible fluids.] Novosibirsk: Nauka, 1988, 166 p. (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Вабищевич, П. Н. Явно-неявные вычислительные алгоритмы для задач многофазной фильтрации / П. Н. Вабищевич // Математическое моделирование. - 2010. - Т. 22, № 4. - 118-128.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Vabishchevich, P.N. Yavno-neyavnye vychislitel&amp;#180;nye algoritmy dlya zadach mnogofaznoy fil&amp;#180;tratsii. [Explicit-implicit numerical algorithms for porous media multiphase flow problems.] Mathematical Models and Computer Simulations, 2010, vol. 22, no. 4, pp. 118-128 (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Сухинов, А. И. Модифицированный попеременно-треугольный метод для задач теплопроводности и филь-трации / А. И. Сухинов // Вычислительные системы и алгоритмы. - Ростов-на-Дону : Ростовский государственный университет, 1984. - С. 52-59.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Sukhinov, А.I. Modifitsirovannyy poperemenno-treugol&amp;#180;nyy metod dlya zadach teploprovodnosti i fil&amp;#180;tratsii. [Modified alternating triangular method for heat conduction problems and filtering.] Vychislitel&amp;#180;nye sistemy i algoritmy. [Computation systems and algorithms.] Rostov-on-Don: Rostov State University, 1984, pp. 52-59 (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Сухинов, А. И. Двумерные схемы расщепления и некоторые их приложения / А. И. Сухинов // Москва : МАКС Пресс. - 2005. - 408 c.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Sukhinov, А.I. Dvumernye skhemy rasshchepleniya i nekotorye ikh prilozheniya. [Two-dimensional splitting schemes and some of their applications.] Moscow: MAKS Press, 2005, 408 p. (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Сухинов, А. И. Модификация метода минимальных поправок для решения сеточных уравнений с несамо-сопряженным оператором // А. И. Сухинов, А. Е. Чистяков, А. В. Шишеня // Известия Юж. федер. ун-та. Техн. науки. -2013. - № 4. - С. 194-202.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Sukhinov, А.I., Chistyakov, A.E., Shishenya, A.V. Modifikatsiya metoda minimal&amp;#180;nykh popravok dlya resheniya setochnykh uravneniy s nesamosopryazhennym operatorom. [Modification of minimal residuals iterative method for solving grid equations with nonselfadjoint operators.] Izvestiya SFedU. Engineering Sciences, 2013, no. 4,pp. 194-202 (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Сухинов, А. И. Адаптивный попеременно-треугольный метод для решения сеточных уравнений с несамо-сопряженным оператором / А. И. Сухинов, А. Е. Чистяков // Математическое моделирование. - 2012. - Т. 24, № 1. - С. 3-20.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Sukhinov, А.I., Chistyakov, A.E. Adaptivnyy poperemenno-treugol&amp;#180;nyy metod dlya resheniya setochnykh uravneniy s nesamosopryazhennym operatorom. [Adaptive analog-SSOR iterative method for solving grid equations with nonselfadjoint operators.] Mathematical Models and Computer Simulations, 2012, vol. 24, no. 1, pp. 3-20 (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Самарский, А. А. Методы решения сеточных уравнений // А. А. Самарский, Е. С. Николаев. - Москва : Наука, 1978. - 592 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Samarsky, А.А., Nikolaev, E.S. Metody resheniya setochnykh uravneniy. [Solution methods of finite-difference equations.] Moscow: Nauka, 1978, 592 p. (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Two-Phase Porous Media Flow Simulation on Hybrid Cluster / M. Trapeznikova [et al.] // Lecture Notes in Com-puter Science. - 2012. - № 7116. - P. 644-651.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Trapeznikova, M., et al. Two-Phase Porous Media Flow Simulation on Hybrid Cluster. Lecture Notes in Computer Science, 2012, no. 7116, pp. 644-651.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Бервено, Е. В. Фильтрация двухфазной жидкости в неоднородной среде на компьютерах с распределенной памятью / Е. В. Бервено, А. А. Калинкин, Ю. М. Лаевский // Вестник Томск. гос. ун-та. Математика и механика. - 2014. - № 4 (30). - С. 57-62.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Berveno, Е.V., Kalinkin, A.A., Laevskii, Y.M. Fil&amp;#180;tratsiya dvukhfaznoy zhidkosti v neodnorodnoy srede na komp&amp;#180;yuterakh s raspredelennoy pamyat&amp;#180;yu. [Two-phase fluid filtration in nonuniform media on clusters.] Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics, 2014, no. 4 (30), pp.  57-62 (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Лаевский, Ю. М. Об одном вычислительном алгоритме решения уравнений Баклея - Леверетта / Ю. М. Лаевский, С. А. Литвиненко // Сибирский журн. индустр. матем. - 2013. - Т. 16. - № 3. - С. 106-115.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Laevskii, Y.M., Litvinenko, S.A. Ob odnom vychislitel&amp;#180;nom algoritme resheniya uravneniy Bakleya - Leveretta. [On a numerical algorithm for solving the Backley-Laverett equations.] Journal of Applied and Industrial Mathematics, 2013, vol. 16, no. 3, pp. 106-115 (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B12">
    <label>12.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Mathematical modeling of flows in porous media / V. R. Dushin [et al.] // WSEAS Transactions on Fluid Mechan-ics. - 2014. - Vol. 9. - P. 166-130.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Dushin, V.R., et al. Mathematical modeling of flows in porous media. WSEAS Transactions on Fluid Mechanics, 2014, vol. 9, pp. 166-130.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
