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基于局部加密网格的LBM程序负载均衡方法研究
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作者 黄晨希 李家辉 +2 位作者 颜辉 钟英 卢宇彤 《计算机科学》 北大核心 2025年第5期101-108,共8页
基于局部加密网格的格子玻尔兹曼方法(LBM),在大规模的非稳态计算流体力学问题中有着越来越广泛的使用。局部网格加密方法虽然可以有效减少计算量,但是也带来了严重的负载均衡问题。尤其是在大规模并行计算中,负载均衡算法的选择对整体... 基于局部加密网格的格子玻尔兹曼方法(LBM),在大规模的非稳态计算流体力学问题中有着越来越广泛的使用。局部网格加密方法虽然可以有效减少计算量,但是也带来了严重的负载均衡问题。尤其是在大规模并行计算中,负载均衡算法的选择对整体的计算效率有重要的影响。使用自研的LBM程序,简单对比了开源框架Palabos的实现结果,然后探讨了基于局部加密网格格子玻尔兹曼方法的静态负载均衡算法。程序中分别基于全局负载和分层负载,使用贪心算法和空间填充曲线算法实现了多种负载均衡策略,提出了计算节点负载均衡优化,并使用小球绕流算例和DrivAer算例进行测试和比较。根据计算结果可知,基于分层负载策略的性能比基于全局负载策略的性能要好;同时,贪心算法和空间填充曲线算法对比各有优劣,前者有较好的可扩展性,而后者在进程数较少时效率较高;最后,基于分层负载,结合贪心算法和空间填充曲线算法实现了混合算法,在进程数较多时获得了最佳性能。 展开更多
关键词 格子玻尔兹曼方法 负载均衡算法 局部加密网格 并行计算 节点负载均衡
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基于节点抽样的分布式二阶段聚类方法
2
作者 张曼静 何玉林 +1 位作者 李旭 黄哲学 《计算机科学》 北大核心 2025年第2期134-144,共11页
针对大数据聚类中存在的计算资源消耗大、聚类效率低的问题,提出了一种新的基于节点抽样的分布式二阶段聚类方法。该方法首先在各个本地节点对节点上的数据执行局部聚类操作,并基于局部聚类结果,从每个节点中抽取代表性的数据样本,然后... 针对大数据聚类中存在的计算资源消耗大、聚类效率低的问题,提出了一种新的基于节点抽样的分布式二阶段聚类方法。该方法首先在各个本地节点对节点上的数据执行局部聚类操作,并基于局部聚类结果,从每个节点中抽取代表性的数据样本,然后将各节点选定的样本数据传输至中央节点。之后,在中央节点上,对合并的样本数据进行进一步的聚类分析,并将样本聚类的结果传回各个本地节点。最后,各本地节点结合自身的局部聚类结果和中央节点的样本聚类结果,完成最终的聚类标签统一。通过以上流程,所提方法实现了对集中式聚类算法的分布式改造,能够快速一致地完成对全局数据的聚类分析。理论分析和数值实验均表明,与传统的全量数据集中式聚类方法相比,二阶段聚类方法有效地结合了并行处理的高效性和集成分析的准确性,在保证聚类质量的前提下能够显著降低计算资源的消耗,是一种可行的大数据聚类分布式解决方案。 展开更多
关键词 大数据聚类 分布式计算 节点抽样 并行计算 二阶段聚类
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数字油田解决方案浅析 被引量:9
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作者 沈占锋 骆剑承 +1 位作者 黄光玉 赵云飞 《西安石油大学学报(自然科学版)》 CAS 2004年第6期77-80,共4页
数字油田建设是一项庞大的系统工程 .通过分析数字油田建设中的任务特点及当前油田建设的实际情况 ,结合数据科学化管理及分析的需求以及当前网络技术发展的主流 ,认为网格计算及GIS是当前实现数字油田的最重要的技术 .并以网格计算及GI... 数字油田建设是一项庞大的系统工程 .通过分析数字油田建设中的任务特点及当前油田建设的实际情况 ,结合数据科学化管理及分析的需求以及当前网络技术发展的主流 ,认为网格计算及GIS是当前实现数字油田的最重要的技术 .并以网格计算及GIS在数字油田中的应用为主线 ,结合油田在建设及勘探开发中的实际需要 ,给出了应用网格计算及GIS技术解决数字油田问题的途径 . 展开更多
关键词 数字油田 油田建设 勘探开发 GIS技术 实际 合数 途径 科学化管理 浅析 情况
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基于集群计算机的保护定值在线校核 被引量:28
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作者 吕颖 张伯明 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2007年第14期12-16,106,共6页
采用分布式计算技术,研究并实现了基于集群计算机的保护定值在线校核并行计算方法。首先分析了保护定值校核计算的计算量和计算特点,接着对可能采用的并行计算方法进行比较,最后选择了基于电网分块的并行计算方法。采用协调机加计算子... 采用分布式计算技术,研究并实现了基于集群计算机的保护定值在线校核并行计算方法。首先分析了保护定值校核计算的计算量和计算特点,接着对可能采用的并行计算方法进行比较,最后选择了基于电网分块的并行计算方法。采用协调机加计算子机的计算模式,在协调机上执行分块算法,通过基于主导节点的图划分方法把电网分成几块,每台计算子机只校核1块电网内的保护定值,最后由协调机收集汇总计算结果。现场应用证明,该并行计算方法正确、有效。 展开更多
关键词 安全稳定分析和预警 保护定值在线校核 并行计算 图划分 主导节点
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大规模数据下的社交网络结构洞节点发现算法研究 被引量:3
5
作者 王珍 韩忠明 李晋 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2017年第4期188-192,共5页
随着社会网络数据规模的递增,结构洞节点计算涉及的计算量呈几何级增长,如何构建有效的并行化算法并缩短算法运行的时间成为当前研究的难点。针对大规模数据量下结构洞节点发现算法的不足,利用并行化思想设计实现了基于MapReduce的结构... 随着社会网络数据规模的递增,结构洞节点计算涉及的计算量呈几何级增长,如何构建有效的并行化算法并缩短算法运行的时间成为当前研究的难点。针对大规模数据量下结构洞节点发现算法的不足,利用并行化思想设计实现了基于MapReduce的结构洞节点发现算法。该算法通过DBLP,YouTube和Califonia公路网这3组规模不同的数据集在Hadoop集群上运行的实验结果表明,增加DataNode机器节点的数量能够缩短算法运行的时间,提高运行效率且具有良好的并行加速比和扩展性能。 展开更多
关键词 并行计算 社会网络 结构洞 节点发现
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一种适合移动云节点的可靠存储模型 被引量:1
6
作者 姜春茂 王启明 +1 位作者 申倩 许美玉 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期113-117,134,共6页
多维异构的情况下,完全副本的存储方式网络传输负担重,单个节点的能耗消耗大,可用性低。针对于此,该文提出了两种适合移动节点的存储模型:1)交叉存储策略;2)比例存储策略。模型中移动节点不再存储数据的完全副本,同时根据移动节点的带... 多维异构的情况下,完全副本的存储方式网络传输负担重,单个节点的能耗消耗大,可用性低。针对于此,该文提出了两种适合移动节点的存储模型:1)交叉存储策略;2)比例存储策略。模型中移动节点不再存储数据的完全副本,同时根据移动节点的带宽差异性的特点,将存储和并行传输统筹考虑,降低速度缓慢节点对于整体性能的影响。实验表明,该文并行传输模型相比传统的传输算法,既聚集了较大的带宽,也节省了存储空间。 展开更多
关键词 云计算 交叉存储 移动节点 并行传输
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基于社区极大类发现的大数据并行聚类算法 被引量:6
7
作者 钱晓东 曹阳 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期117-123,共7页
为了能在大数据中准确快速地寻找到网络结构,该文提出一种基于社区极大类的大数据聚类算法。对于初始节点不确定和适应度函数计算所带来的时间消耗,引入局部关键节点和对适应度公式进行改进来减少时间消耗。对于初始社区的形成,引入了... 为了能在大数据中准确快速地寻找到网络结构,该文提出一种基于社区极大类的大数据聚类算法。对于初始节点不确定和适应度函数计算所带来的时间消耗,引入局部关键节点和对适应度公式进行改进来减少时间消耗。对于初始社区的形成,引入了极大团的概念并通过分析极大团的特性,得出社区的核心类别是由极大团构成,同时提出通过极大团的发现来得到局部核心类别的方法并提出了极大团发现算法的并行策略,然后提出整个算法的并行策略并在真实数据集上实验。实验结果证明该文提出的算法是可行和有效的,适用于大规模数据的网络结构发现。 展开更多
关键词 大数据 聚类 复杂网络 局部关键节点 核心类别 极大团 适应度 并行算法
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GPU加速窦房结计算机仿真的实现及优化 被引量:1
8
作者 张虹 郑霄 赵丹 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期60-64,共5页
针对窦房结电生理计算机仿真运算量巨大、耗时长的问题,提出了基于高性能图形处理单元(GPU)实现并行计算及优化的方法。首先考虑窦房结细胞中央和边缘的差异,构建了一维非匀质窦房结组织模型;利用算子分裂方法使模型的解算任务具备并行... 针对窦房结电生理计算机仿真运算量巨大、耗时长的问题,提出了基于高性能图形处理单元(GPU)实现并行计算及优化的方法。首先考虑窦房结细胞中央和边缘的差异,构建了一维非匀质窦房结组织模型;利用算子分裂方法使模型的解算任务具备并行性。根据具体解算过程提出了三种并行化策略,并对其中耗时最短的策略从线程块设置、数据交换频率以及存储模式等方面进行了进一步优化。结果表明:对于500个细胞的仿真,CUDA程序较串行程序的执行时间下降了60%,进一步优化后,CUDA程序的执行时间可下降84%;窦房结组织越大,GPU的加速效果越明显。结果验证了GPU加速解算方法可显著提高窦房结模型的解算速度,降低实际执行时间。 展开更多
关键词 图形处理单元 并行计算 窦房结 计算机仿真
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使用程控开关的超级立方体计算机系统 被引量:2
9
作者 刘心松 李岳 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第5期47-53,共7页
结点间的通信速度是并行处理系统的成败关键之一,超级并行计算机采用超立方体拓扑结构已成主流,本文提出的程控开关型超立方体拓扑结构大幅度提高了通信速度,为超立方体型超级并行计算机提供了强有力的支持。
关键词 程控开关 超立方体 并行计算机
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基于WCCS架构的渲染农场的实现 被引量:1
10
作者 花嵘 杨灵芝 傅游 《山东科技大学学报(自然科学版)》 CAS 2009年第3期87-90,共4页
在分析WCCS操作系统特点的基础上提出了基于WCCS架构部署渲染集群的新方法,并利用WCCS强大的集群和作业管理功能实现了分布式渲染农场计算系统。分别从硬件结构和软件框架两个方面详细讨论了渲染农场的具体构建方法,并给出了利用WCCS技... 在分析WCCS操作系统特点的基础上提出了基于WCCS架构部署渲染集群的新方法,并利用WCCS强大的集群和作业管理功能实现了分布式渲染农场计算系统。分别从硬件结构和软件框架两个方面详细讨论了渲染农场的具体构建方法,并给出了利用WCCS技术进行动漫渲染的对比结果。实验结果表明,应用该方法构建的渲染农场具有强大的功能并且易实现,易操作。 展开更多
关键词 WCCS 渲染农场 管理节点 并行处理 实现
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k元n立方网络的k圈排除问题的递归算法 被引量:2
11
作者 杨玉星 王世英 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2013年第9期2401-2403,2409,共4页
为了度量以k元n立方网络为底层网络拓扑的并行计算机系统的容错能力,通过构造k元n立方网络中使得所有的k元1立方子网都发生故障的最小节点集合的方法,提出求解其k元1立方子网排除点割集的一种递归算法;证明了要使k元n立方网络中所有k元... 为了度量以k元n立方网络为底层网络拓扑的并行计算机系统的容错能力,通过构造k元n立方网络中使得所有的k元1立方子网都发生故障的最小节点集合的方法,提出求解其k元1立方子网排除点割集的一种递归算法;证明了要使k元n立方网络中所有k元1立方子网都发生故障至少需要破坏掉kn-1个节点。结果表明,在不超过kn-1-1个节点被破坏的情况下,以k元n立方网络为底层拓扑构建的并行计算机系统中依然存在无故障的k元1立方子网。 展开更多
关键词 并行计算机系统 互联网络 容错 k元n立方 节点故障 可靠性
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DwsM动态并行计算技术 被引量:1
12
作者 张岳峰 方红卫 +3 位作者 张红武 钟德钰 赵慧明 王新军 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2015年第3期47-52,共6页
针对DWSM计算模式鲁棒性低、计算时间长、无法实现多核计算等局限性,对模型的算法和存储规则进行相应改进。在遵从DWSM计算逻辑顺序的基础上,抛弃原计算单元顺序表模式关于虚拟河道的假设,采用流域分区概念进行河网树结构的模式设计,在... 针对DWSM计算模式鲁棒性低、计算时间长、无法实现多核计算等局限性,对模型的算法和存储规则进行相应改进。在遵从DWSM计算逻辑顺序的基础上,抛弃原计算单元顺序表模式关于虚拟河道的假设,采用流域分区概念进行河网树结构的模式设计,在基于叶节点并行计算的基础上研究动态分级并行计算技术,以进一步完善计算模式。以黄河宁蒙段流域为实例,计算结果表明,算法的优化极大地提高了DWSM的计算效率,增强了其对大范围、具有复杂河网结构流域水沙规律研究的适用性。 展开更多
关键词 DwsM 水文模型 河网树结构 动态并行计算 叶节点
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三维不规则窦房结电生理模型的建立及其图形实现
13
作者 张虹 刘袁 +1 位作者 刘炀 金印彬 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期43-47,共5页
针对窦房结三维电生理建模复杂、仿真运算量大等问题,提出了一种有效的解决方法。首先利用建模软件建立右心房三维不规则立体模型,再利用网格划分软件剖分为四面体网格,最后根据网格的位置赋予窦房结和心房细胞属性建立电生理模型。数... 针对窦房结三维电生理建模复杂、仿真运算量大等问题,提出了一种有效的解决方法。首先利用建模软件建立右心房三维不规则立体模型,再利用网格划分软件剖分为四面体网格,最后根据网格的位置赋予窦房结和心房细胞属性建立电生理模型。数值解算时采用算子分裂法和有限体积法,分别对反应-扩散方程和单纯描述电扩布的微分方程进行了处理,同时利用高性能图形处理单元(GPU)在CUDA(compute unified device architecture)编程环境下实现程序的并行加速。另外,从减少CPU和GPU间的数据交换频率、参量存储方式等多方面对程序加以优化。计算结果表明,所建模型无论是单细胞动作电位还是膜电位的传导均符合正常的电生理特征。通过与串行程序及基于4核8线程CPU编写的共享内存式OpenMP并行程序进行比较,基于GPU的CUDA程序可将运行耗时减少90%以上,CPU和GPU间的数据交换仅占总耗时的3%,且组织模型越大,网格划分越细致,GPU的加速效果愈显著。 展开更多
关键词 图形处理单元 并行计算 窦房结 有限体积法
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一个基于集群的并行计算模型——NHCBL
14
作者 董勇 翁代云 《现代电子技术》 2007年第4期146-149,152,共5页
当前,集群是流行的并行计算平台,既具有所有并行计算都具备的一般特性,又具有自己独有的特性———节点计算资源的异构性、节点计算资源的非独占性、对节点间通信的敏感性。针对基于集群环境的并行计算,对非独占、异构、同步LogGP模型NH... 当前,集群是流行的并行计算平台,既具有所有并行计算都具备的一般特性,又具有自己独有的特性———节点计算资源的异构性、节点计算资源的非独占性、对节点间通信的敏感性。针对基于集群环境的并行计算,对非独占、异构、同步LogGP模型NHBL(Nondedicated Heterogeneous Barrier Log GP model)进行改进,提出了一种更实用的计算模型,即考虑网络拥塞的非独占、异构、同步LogGP模型NHCBL(Nondedicated Heterogeneous Barrier Log GP model considering Conges-tion)。NHCBL模型既比较准确地描述了并行计算的一般特性,又比较准确地描述了基于集群的并行计算独有的节点计算资源的异构性、节点计算资源的非独占性、对节点间通信的敏感性,其描述比NHBL模型更全面也更准确。 展开更多
关键词 集群 并行计算模型 NHCBL 节点
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多目标逆特征值问题的并行计算研究
15
作者 刘天时 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2002年第S1期52-53,共2页
由模型设计和直升机旋翼设计问题出发 ,归纳出一类多目标逆特征值问题并提出一种适合在并行计算机上实现的并行算法。该算法的思路是 ,根据要达到的目标构造一个泛函 ,然后求其极小值。虽然 ,求极小值的方法有多种 ,对于并行方法在求极... 由模型设计和直升机旋翼设计问题出发 ,归纳出一类多目标逆特征值问题并提出一种适合在并行计算机上实现的并行算法。该算法的思路是 ,根据要达到的目标构造一个泛函 ,然后求其极小值。虽然 ,求极小值的方法有多种 ,对于并行方法在求极小值过程中不仅要关心加速比 ,更要关心计算效率。本文研究如何提高这类算法的计算效率。对于目标数据和节点机数目存在整数倍关系这种情况 ,设计了一种计算方案 。 展开更多
关键词 多目标 逆特征值 并行算法 节点机
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大规模数据集谱聚类并行优化算法
16
作者 郝笑弘 尹青山 《机械设计与制造》 北大核心 2021年第10期211-214,共4页
为解决传统谱聚类算法在应用于大规模数据上时,复杂度较高且资源占用较大,导致算法聚类效果不好甚至无法聚类的问题,提出基于并行框架和采样相结合的改进谱聚类算法,算法在自适应相似矩阵计算基础上,通过数据分块和单向节点并行,提高算... 为解决传统谱聚类算法在应用于大规模数据上时,复杂度较高且资源占用较大,导致算法聚类效果不好甚至无法聚类的问题,提出基于并行框架和采样相结合的改进谱聚类算法,算法在自适应相似矩阵计算基础上,通过数据分块和单向节点并行,提高算法相似矩阵的计算效率,通过Nyström加权抽样逼近,减少拉普拉斯矩阵特征向量的计算复杂度,最后通过KD树结构避免k-mean聚类过程的距离计算,从而提高了聚类效率。仿真实验结果表明,文中算法在取得与传统算法相近的聚类性能的同时,取得更好的加速比,验证了算法对大规模集的良好适应性。 展开更多
关键词 大规模谱聚类 自适应相似矩阵计算 单向节点并行 Nyström加权抽样 KD树优化
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基于规范划分集的并行循环计算划分 被引量:1
17
作者 黄其军 杨建武 +1 位作者 余华山 许卓群 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期362-368,共7页
计算划分问题是并行编译中最为重要的问题之一.针对并行循环,在数据分布确定的情况下,提出了基于规范集的计算划分算法,具体讨论了规范集的获取方法及综合通信与负载均衡的最优方案选取算法.实验表明,在并行循环处理方面,这一算法与以... 计算划分问题是并行编译中最为重要的问题之一.针对并行循环,在数据分布确定的情况下,提出了基于规范集的计算划分算法,具体讨论了规范集的获取方法及综合通信与负载均衡的最优方案选取算法.实验表明,在并行循环处理方面,这一算法与以前几种算法相比更加简单、有效;采用这一算法的p_HPF编译器对数据并行应用问题可以获得良好的加速比和效率.该编译器已在石油领域得到应用. 展开更多
关键词 规范划分集 并行循环 计算划分 并行编译 编译程序
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基于虚拟阻抗矩阵和边界节点迁移的在线校核分区方法 被引量:2
18
作者 晋龙兴 李银红 +2 位作者 石东源 杨增力 王友怀 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期96-101,共6页
继电保护在线校核并行计算的关键是实现电网的最优分区。文中提出了一种基于虚拟阻抗矩阵和边界节点迁移的电网最优分区方法。利用启发式聚类规则对虚拟阻抗矩阵元素进行节点聚类,可快速实现电网的初始分区。在此基础上,以并行校核时间... 继电保护在线校核并行计算的关键是实现电网的最优分区。文中提出了一种基于虚拟阻抗矩阵和边界节点迁移的电网最优分区方法。利用启发式聚类规则对虚拟阻抗矩阵元素进行节点聚类,可快速实现电网的初始分区。在此基础上,以并行校核时间最短为目标函数对初始分区的边界节点进行迁移,保证了分区结果具有较高的并行计算效率。整个分区方法具有近似线性的时间复杂度,计算速度快。以某省级电网220kV网络为算例,验证了所述方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 在线校核 并行计算 电网分区 虚拟阻抗矩阵 边界节点迁移
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基于Lucene的全文检索架构设计 被引量:4
19
作者 崔诗程 李千目 戈峰 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期692-697,共6页
为在海量数据中快速定位所需信息,解决因数据结构化、半结构化差异造成的检索困难,该文提出了一种基于Lucene的全文检索架构。根据分布式并行计算的设计原理,将检索任务分发给每个子节点服务器并行完成检索工作,最终由根节点服务器汇总... 为在海量数据中快速定位所需信息,解决因数据结构化、半结构化差异造成的检索困难,该文提出了一种基于Lucene的全文检索架构。根据分布式并行计算的设计原理,将检索任务分发给每个子节点服务器并行完成检索工作,最终由根节点服务器汇总结果。子节点服务器也采用了并行化的设计理念。验证性实验显示该文基于Lucene的全文检索架构与传统全文检索架构相比检索耗时降低55%以上。 展开更多
关键词 全文检索 分布式并行计算 子节点服务器 根节点服务器
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二维结构拓扑优化的GPU并行计算方法研究 被引量:2
20
作者 刘家彤 王春洁 +1 位作者 吴健 付志方 《机械设计与制造》 北大核心 2020年第1期123-126,131,共5页
针对结构拓扑优化中存在的计算量大,计算效率低的问题,以二维结构拓扑优化问题为研究对象,提出了一种GPU并行计算方法。通过对已有串行算法进行研究,结合GPU并行计算的基本特点,采用节点刚度方法计算结构刚度矩阵,相对于MATLAB向量化计... 针对结构拓扑优化中存在的计算量大,计算效率低的问题,以二维结构拓扑优化问题为研究对象,提出了一种GPU并行计算方法。通过对已有串行算法进行研究,结合GPU并行计算的基本特点,采用节点刚度方法计算结构刚度矩阵,相对于MATLAB向量化计算,该算法加速效果显著。以固体各向同性材料惩罚法进行结构拓扑优化为例,在CUDA平台下实现了对结构化网格二维拓扑优化问题的GPU并行计算,得到了清晰的拓扑构型,将该方法与现有计算方法进行对比,GPU并行计算速度有较大提升。 展开更多
关键词 拓扑优化 GPU并行计算 节点刚度 固体各向同性材料惩罚法 CUDA
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