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题名千万自由度量级有限元模态分析并行计算研究
被引量：7
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作者
范宣华
肖世富
陈璞
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机构
中国工程物理研究院总体工程研究所
北京大学工学院力学与工程科学系
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2015年第17期77-82,共6页
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基金
国家自然科学基金面上项目(11472256)
中国工程物理研究院发展基金项目(2012A0202008)
+1 种基金
中国工程物理研究院重点学科项目"计算固体力学"
中国工程物理研究院院长基金项目
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文摘
大规模有限元模态分析在一些重大装备研制过程中有迫切需求,对于实现装置系统级分析具有重要意义。基于隐式重启动Arnoldi、Krylov-Schur和Jacobi-Davidson三种主流算法和PANDA并行计算框架,构建了大规模模态分析并行计算体系;将并行求解体系应用于某光机主体结构,实现了其上千万自由度、数千核的模态分析并行计算;结合算例对三种主流算法的适应性和并行可扩展性进行了评估。研究结果表明,基于三种算法构建的并行求解体系均可在1小时内求解千万自由度量级的大规模模态分析问题,并行可扩展性非常优异。
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关键词
有限元法
大规模模态分析
并行计算
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Keywords
finite element method
large-scale modal analysis
parallel computation
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分类号
TB123
[理学—工程力学]
TP311
[自动化与计算机技术—计算机软件与理论]
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题名结构模态多级分层并行计算方法
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作者
喻高远
楼云锋
李俊杰
金先龙
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机构
上海交通大学机械与动力工程学院
上海宇航系统工程研究所
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2023年第16期19-25,共7页
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基金
国家自然科学基金(11772192)。
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文摘
基于稀疏存储技术和传统并行模态综合法提出了一种有限元结构模态分析多级分层并行计算方法。该方法在两级分区4次变换策略的基础上不仅实现了大量数据的分布式稀疏存储,提高了数据的内存访问效率,而且实现了系统整体缩减后的广义特征方程规模的有效降低,大幅度减少了广义特征方程的求解时间。此外,它还利用计算任务和异构众核集群硬件体系结构映射实现了计算过程的多级并行,不仅有效改善了不同层级的负载均衡,而且通过通信分离有效提高了通信效率。因此,它能够充分利用异构众核分布式存储并行计算机的体系结构特点提升大规模有限元模态并行计算效率。数值算例表明,相比于传统的并行模态综合法,稀疏存储格式模态多级分层并行方法能够大幅度节省内存空间和提高计算效率。
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关键词
异构众核
多级分层并行
负载均衡
稀疏存储
大规模模态分析
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Keywords
heterogeneous multicore
multilevel hierarchical parallel
load balancing
sparse storage
large-scale modal analysis
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分类号
TP311
[自动化与计算机技术—计算机软件与理论]
O246.6
[理学—计算数学]
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题名基于申威异构众核处理器架构的模态并行算法
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作者
喻高远
马志强
李俊杰
金先龙
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机构
上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室
上海交通大学机械与动力工程学院
中国航发商用航空发动机有限责任公司
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2022年第3期224-230,共7页
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基金
国家重点研发计划(2017YFB0202701)
国家自然科学基金(11772192)。
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文摘
根据国产申威异构众核处理器架构特点,提出了一种结构有限元模态分层通信并行计算方法,对于提高国产申威异构众核分布式存储并行计算机下重大装备系统级模态分析的并行效率具有重要意义。该方法在分层通信策略和加速子空间迭代法的基础上构建了大规模模态分析并行计算体系,不仅实现了计算过程和数据通信的分层,有效提高了通信效率;而且实现了计算数据的分布式存储,显著改善了数据访存效率。将并行计算体系应用于某超深钻机制动系统主体结构和某跨江隧道,实现了上千万自由度、数万核的模态分析并行计算;结合算例对该算法的正确性和有效性进行了评估。结果表明,该算法能够充分利用国产申威异构众核分布式存储并行计算机的体系结构特点提高重大装备系统级模态并行计算效率。
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关键词
异构众核
分布式存储
分层通信
大规模模态分析
并行计算
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Keywords
heterogeneous multi-core
distributed storage
layered communication
large-scale modal analysis
parallel computing
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分类号
TP311
[自动化与计算机技术—计算机软件与理论]
O246.6
[理学—计算数学]
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