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基于GPU的刚体动力学并行求解性能分析
1
作者
梁睿凯
罗旭锟
+1 位作者
郭煜中
何小伟
《图学学报》
北大核心
2025年第3期642-654,共13页
包含刚体和约束的多体动力学模拟在物理仿真中占有重要地位,广泛应用于工程分析、虚拟现实以及游戏动画等领域。传统的刚体物理引擎主要依赖于CPU进行计算,而在现代计算机图形学和实时物理模拟中,GPU的并行计算能力被证明能够显著提高...
包含刚体和约束的多体动力学模拟在物理仿真中占有重要地位,广泛应用于工程分析、虚拟现实以及游戏动画等领域。传统的刚体物理引擎主要依赖于CPU进行计算,而在现代计算机图形学和实时物理模拟中,GPU的并行计算能力被证明能够显著提高计算性能。为此,研究探索了5种基于雅可比方法的约束求解器在GPU上的实现并对其进行了性能与稳定性分析。具体包括:投影雅可比求解器(PJ)、结合投影雅可比与非线性雅可比的求解器(PJNJ)、投影雅可比与软约束求解器(PJSoft)、基于子步骤策略的雅可比求解器(TJ)和结合子步骤策略的雅可比与软约束求解器(TJSoft)。在基准测试中,软约束方法展现出平滑的约束冲量响应,且子步骤策略在处理高质量比和复杂场景时提供了更为稳定的解决方案。本研究为评估多体模拟中基于GPU的约束求解方案提供了新的视角,对实时物理模拟和交互式计算机图形学具有重要参考价值。
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关键词
多体动力学模拟
gpu实现
雅可比法
软约束
子步骤
性能与稳定性分析
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职称材料
地震叠前逆时偏移中的去噪与存储
被引量：
95
2
作者
刘红伟
刘洪
+1 位作者
邹振
崔永福
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第9期2171-2180,共10页
地震叠前逆时偏移是当前公认的地震成像的有效途径,然而它面临着计算量甚巨,低频成像噪音以及存储量大等问题,因此,业内科研工作者对其研究乐此不疲.借助GPU/CPU协同计算可以有效解决计算量的难点,笔者已在另文中阐述,本文着重探讨成像...
地震叠前逆时偏移是当前公认的地震成像的有效途径,然而它面临着计算量甚巨,低频成像噪音以及存储量大等问题,因此,业内科研工作者对其研究乐此不疲.借助GPU/CPU协同计算可以有效解决计算量的难点,笔者已在另文中阐述,本文着重探讨成像噪音抑制以及存储问题.文中分析了叠前逆时偏移产生成像噪音的机制,据此提出在叠前地震资料中先对数据进行相位与振幅校正,进而在成像后运用拉普拉斯算子滤波法消除成像噪音,从而有效去除成像所产生的低频噪音;针对存储量,采用随机边界,用计算换存储,并借助GPU实现,节省了GPU与CPU之间的数据通讯,数值实验结果表明,采用随机边界方法的逆时偏移结果与直接存储波场的方法得到的结果差别甚小.
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关键词
低频成像噪音
拉普拉斯滤波器
随机边界
数据通讯
gpu实现
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职称材料
题名
基于GPU的刚体动力学并行求解性能分析
1
作者
梁睿凯
罗旭锟
郭煜中
何小伟
机构
中国科学院软件研究所人机交互北京重点实验室
出处
《图学学报》
北大核心
2025年第3期642-654,共13页
基金
国家重点研发青年科学家项目(2021YFB1715800)
国家自然科学基金青年基金(62302490)。
文摘
包含刚体和约束的多体动力学模拟在物理仿真中占有重要地位,广泛应用于工程分析、虚拟现实以及游戏动画等领域。传统的刚体物理引擎主要依赖于CPU进行计算,而在现代计算机图形学和实时物理模拟中,GPU的并行计算能力被证明能够显著提高计算性能。为此,研究探索了5种基于雅可比方法的约束求解器在GPU上的实现并对其进行了性能与稳定性分析。具体包括:投影雅可比求解器(PJ)、结合投影雅可比与非线性雅可比的求解器(PJNJ)、投影雅可比与软约束求解器(PJSoft)、基于子步骤策略的雅可比求解器(TJ)和结合子步骤策略的雅可比与软约束求解器(TJSoft)。在基准测试中,软约束方法展现出平滑的约束冲量响应,且子步骤策略在处理高质量比和复杂场景时提供了更为稳定的解决方案。本研究为评估多体模拟中基于GPU的约束求解方案提供了新的视角,对实时物理模拟和交互式计算机图形学具有重要参考价值。
关键词
多体动力学模拟
gpu实现
雅可比法
软约束
子步骤
性能与稳定性分析
Keywords
multi-body dynamic simulation
gpu
implementation
Jacobi method
soft constraints
substep
performance and stability analysis
分类号
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
地震叠前逆时偏移中的去噪与存储
被引量：
95
2
作者
刘红伟
刘洪
邹振
崔永福
机构
中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院油气资源研究重点实验室
中国科学院研究生院
中国石油塔里木油田分公司勘探开发研究院
出处
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第9期2171-2180,共10页
基金
国家科技重大专项(2008ZX05008-006-003)
国家重大科研装备研制项目(ZDYZ2008-2-A08)联合资助
文摘
地震叠前逆时偏移是当前公认的地震成像的有效途径,然而它面临着计算量甚巨,低频成像噪音以及存储量大等问题,因此,业内科研工作者对其研究乐此不疲.借助GPU/CPU协同计算可以有效解决计算量的难点,笔者已在另文中阐述,本文着重探讨成像噪音抑制以及存储问题.文中分析了叠前逆时偏移产生成像噪音的机制,据此提出在叠前地震资料中先对数据进行相位与振幅校正,进而在成像后运用拉普拉斯算子滤波法消除成像噪音,从而有效去除成像所产生的低频噪音;针对存储量,采用随机边界,用计算换存储,并借助GPU实现,节省了GPU与CPU之间的数据通讯,数值实验结果表明,采用随机边界方法的逆时偏移结果与直接存储波场的方法得到的结果差别甚小.
关键词
低频成像噪音
拉普拉斯滤波器
随机边界
数据通讯
gpu实现
Keywords
Low frequency imaging noise, Laplacian filter, Random boundary, Data communication,
gpu
realization
分类号
P631 [天文地球—地质矿产勘探]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于GPU的刚体动力学并行求解性能分析
梁睿凯
罗旭锟
郭煜中
何小伟
《图学学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
地震叠前逆时偏移中的去噪与存储
刘红伟
刘洪
邹振
崔永福
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010
95
在线阅读
下载PDF
职称材料
已选择
0
条
导出题录
引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
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