长输管道局部融沉
该问题的数值解决方案在Frost 3D软件中可实现，其计算网格为5850万个节点，以预测在管道影响下的地面融化。对管道周围的地面融化进行了为期2年的模拟。在四核CPU上使用Frost 3D进行计算大约需要70个小时，并使用了17 GB的RAM。之前，我们已经用较少的离散化方法对该模型进行了仿真：网格由2230万个节点组成，这还不足以使我们能够考虑到诸如薄热绝缘体之类的小元素。使用NVIDIA Titan图形加速器，在20年内对地面融化的预测花费了大约7个小时。
油气管道模型
当前问题的特殊性质-沿着500米长的石油管道（直径1.2米）模拟地面融化层-使得需要大的计算网格。该部分的特征是地面的复杂地质-岩性结构，其中还包括冰层。仅在本节中，就揭示了21种具有各种热物理特性的地面类型。还考虑了35米日光表面的高度差异。
输油管道下方地面的复杂地质-岩性结构
因此，为了获得高质量，详细的管道离散化效果，同时兼顾地面的复杂地质-岩性结构和精细的隔热材料，我们构建了一个具有5850万个节点的大型计算网格。
管道附近的计算网格
输油管道断面地质层和高程离散化
市场上对诸如此类挑战性问题的解决方案有很高的需求，我们通过为Frost 3D实现概念上新颖的插件体系结构来响应，该体系结构能够处理数亿个节点的计算网格。我们的新体系结构通过将软件按功能划分为逻辑部分（插件），从而分别极大地减少了对应用程序内存的需
求，然后将每个逻辑部分分别独立地加载到RAM中。这种方法可以独立升级每个插件，而无需修改应用程序本身。
石油管道下方冻土的解冻球
流经管道的热油导致地面冻土融化
为了节省RAM和显存，我们已经开发了创新的解决方案，用于在Frost 3D软件包中实施更多资源密集的软件模块：
1）在数学求解器中，现在以单精度执行带浮点数的算术运算（使用浮点类型而不是双精度类型）。为了避免与双精度计算相比精度降低，将计算出的目标值（例如温度）从单精度浮点数的整个范围转换为一个子集，并在解决问题时对其进行更改。
2）为64位CPU体系结构开发的计算网格模块现在基于：
a）用于确定源对象占用网格单元的最新算法；
b）更快地确定和解决碰撞；
c）优化的阈值记忆选择和清洁机制。
3）为64位CPU架构和图形卡开发的3D计算结果可视化程序现在通过形成哈希数据结构来预处理计算网格。这可以显着减少图形内存开销，而不会影响显示质量。此外，使用了最新的NVIDIA图形加速器指令和点缓冲区，在显示数以百万计的网格时可实现300 fps以上的速度。
输油管道附近多年冻土中的热分布?
