基于多重多級子結(jié)構(gòu)的靜力響應并行分析
研究背景及意義
1.超算硬件水平不斷提高，但有限元分析方面沒有與之相適配的有限元計算軟件。
2.不同的計算環(huán)境擁有不同的計算性能以及硬件配置，算法往往不能最大限度利用。
3.結(jié)構(gòu)規(guī)模龐大，高精度仿真需求，以及多場、多尺度、非線性分析。
傳統(tǒng)并行方法
區(qū)域分裂并行：將有限元結(jié)構(gòu)分解為若干子結(jié)構(gòu)對每個子結(jié)構(gòu)進行求解。
有限元單元計算并行：將所有單元按照數(shù)據(jù)并行的并行模型進行并行。
線性代數(shù)方程組求解器并行：對求解線性代數(shù)方程組的數(shù)值計算進行并行。
多重多級子結(jié)構(gòu)
20世紀70年代, 大連理工大學的鐘萬勰先生在之前子結(jié)構(gòu)主從關(guān)系的基礎(chǔ)上，引入了多層級概念以及剛體位移表示方法，將子結(jié)構(gòu)拓展到多維度多層級，提出多重多級子結(jié)構(gòu)理論。
算法優(yōu)勢
避免重復相似結(jié)構(gòu)的計算，通過多層級子結(jié)構(gòu)進而節(jié)省單節(jié)點計算內(nèi)存。
自動多重子結(jié)構(gòu)
由美國德州大學教授J.K. Bennighof及其學生于1992年提出，Bennighof教授的博士生M.F. Kaplan于2001年在其博士論文中實現(xiàn)。調(diào)用METIS圖剖分軟件，使用圖分裂理論將整體模型的單元節(jié)點關(guān)系轉(zhuǎn)換為圖，將子結(jié)構(gòu)劃分問題作為優(yōu)化問題進行求解。求解目標為最小截權(quán)。
01
并行算例
02
并行算例
來源：SIPESC
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