在大规模并行计算应用系统中，负载平衡是改善并行性能和提高整体效率的重要手段。系统负载的不确定性、网络传输的延迟以及应用问题的不均质性等因素的存在，给负载平衡问题的解决带来了新的困难。论文围绕如何在大规模并行计算中达到负载平衡这一目标，对区域分解并行计算中的负载平衡方法、负载主动分配以及油藏数值模拟并行计算中的区域分配等问题进行了研究，其创新点主要有以下几个方面： ①在油藏数值模拟并行化软件中实现了动态负载平衡功能，作为国产并行油藏数值模拟应用软件的一部分。该模拟器已在国内油田推广和应用。 ②在对区域划分和负载平衡特点进行分析的基础上，提出一种邻域均分的负载平衡算法(ADD)。该方法的优点是能够以较小的代价使区域的划分趋于平衡，较好地结合了区域分解法的特点，提高了迭代计算的并行效率。油藏实例计算结果表明该方法是一种既实用、又稳定的负载平衡划分方法。 ③从提高节点利用率兼顾负载平衡的要求出发，提出了计算区域主动获取的分配策略，并在区域分解迭代计算中得以实现。这样节点主动分担区域迭代计算任务，而不是被动等待，从而改善了节点利用率，提高了整个区域迭代计算的并行效率。同时，有效地减少了同步和通信代价，尤其是全局通信代价。 ④针对二维二相油藏模型迭代计算的特点，给出一个基于消息传递并行环境的负载平衡和分配的实现方法。它通过对区域的重划分来达到计算负载的平衡，并结合主动的区域分配策略来提高并行效率。它适合于异构的分布式并行计算系统。根据二维二相油藏模型迭代计算并行化的具体要求，给出在计算和通信性能上的性能优化方法。该方法在实际油藏模型并行计算中具有良好的负载平衡能力。