The numerical simulation of flow and reactive transport in porous media with complex domains is nontrivial. This paper presents a method to implement fully unstructured grid capabilities into the well-established software ParMIN3P-THCm, a process-based numerical model designed for the investigation of subsurface fluid flow and multicomponent reactive transport in variably saturated porous media with parallelization capability. The enhanced code, MIN3P-HPC, is modularized to support different cell types, spatial discretization methods and gradient reconstruction methods. MIN3P-HPC uses a vertex-centered control volume method with consideration of both vertex-based and cell-based material properties (e.g., permeability). A flexible parallelization scheme based on domain decomposition and thread acceleration was implemented, which allows the use of OpenMP, MPI and hybrid MPI-OpenMP, making optimized use of computer resources ranging from desktop PCs to distributed memory supercomputers. The code was verified by comparing the results obtained with the unstructured grid version to those produced by the structured grid version. Numerical accuracy was also verified against analytical solutions for 2D and 3D solute transport, and by comparison with third-party software using different cell types. Parallel efficiency of OpenMP, MPI and hybrid MPI-OpenMP versions was examined through a series of solute transport and reactive transport test cases. The results demonstrate the versatility and enhanced performance of MIN3P-HPC for reactive transport simulation.

具有复杂域的多孔介质中流动和反应性输运的数值模拟是不平凡的。本文提出了一种在成熟的软件ParMIN3P-THCm中实现完全非结构化网格功能的方法，ParMIN3P-THCm是一种基于过程的数值模型，旨在研究具有并行化能力的可变饱和多孔介质中的地下流体流动和多组分反应性输运。增强代码MIN3P-HPC被模块化以支持不同的像元类型，空间离散化方法和梯度重建方法。MIN3P-HPC使用基于顶点的控制体积方法，同时考虑了基于顶点和基于单元的材料属性（例如，渗透性）。实现了基于域分解和线程加速的灵活并行化方案，它允许使用OpenMP，MPI和混合MPI-OpenMP，从而优化了从台式PC到分布式内存超级计算机等计算机资源的使用。通过将使用非结构化网格版本获得的结果与结构化网格版本产生的结果进行比较，对代码进行了验证。还针对2D和3D溶质传输的解析解决方案，并与使用不同细胞类型的第三方软件进行比较，验证了数值精度。通过一系列溶质传输和反应性传输测试案例，研究了OpenMP，MPI和MPI-OpenMP混合版本的并行效率。结果证明了MIN3P-HPC在反应性运输模拟中的多功能性和增强的性能。优化利用计算机资源，从台式PC到分布式内存超级计算机。通过将使用非结构化网格版本获得的结果与通过结构化网格版本生成的结果进行比较，对代码进行了验证。还针对2D和3D溶质传输的解析解决方案，并与使用不同细胞类型的第三方软件进行比较，验证了数值精度。通过一系列溶质传输和反应性传输测试案例，研究了OpenMP，MPI和MPI-OpenMP混合版本的并行效率。结果证明了MIN3P-HPC在反应性运输模拟中的多功能性和增强的性能。优化利用计算机资源，从台式PC到分布式内存超级计算机。通过将使用非结构化网格版本获得的结果与结构化网格版本产生的结果进行比较，对代码进行了验证。还针对2D和3D溶质传输的解析解决方案，并与使用不同细胞类型的第三方软件进行比较，验证了数值精度。通过一系列溶质传输和反应性传输测试案例，研究了OpenMP，MPI和MPI-OpenMP混合版本的并行效率。结果证明了MIN3P-HPC在反应性运输模拟中的多功能性和增强的性能。还针对2D和3D溶质传输的解析解决方案，并与使用不同细胞类型的第三方软件进行比较，验证了数值精度。通过一系列溶质传输和反应性传输测试案例，研究了OpenMP，MPI和MPI-OpenMP混合版本的并行效率。结果证明了MIN3P-HPC在反应性运输模拟中的多功能性和增强的性能。还针对2D和3D溶质传输的解析解决方案，并与使用不同细胞类型的第三方软件进行比较，验证了数值精度。通过一系列溶质传输和反应性传输测试案例，研究了OpenMP，MPI和MPI-OpenMP混合版本的并行效率。结果证明了MIN3P-HPC在反应性运输模拟中的多功能性和增强的性能。