Comsol Multiphysics多物理場耦合單機與集群配置探討1(20190521)

COMSOL公司是全球多物理場建模與仿真解決方案的提倡者和領導者,Comsol Multiphysics是采用有限元方法求解偏微分方程的大型仿真軟件.借助這個軟件工具,使工程師和科學家們可以通過模擬,賦予設計理念以生命。它有無與倫比的能力,使所有的物理現象可以在計算機上完美重現。

Comsol Multiphysics多物理場耦合單機與集群配置探討1(20190521)的圖1

Comsol Multiphysics求解類型
A1穩態Stationary
A2 瞬態Time-Dependent
A3 特征值Eigenvalue
A4 參數化Parametric
A5 穩態分離式Stationary segregated
A6 瞬態分離式Time dependent segregated

Comsol Multiphysics求解器兩大類
B1直接求解器  UMFPACK、SPOOLS、PARDISO、Cholesky(TAUCS)等
B2迭代式求解器  GMRES、FGMRES、共軛梯度法CG、BICGStab和粗化求解器等

真實測試數據

分析:由于我們知識局限于計算機硬件,對行業應用軟件算法(不同的求解器)特點了解膚淺,因此,通過運行典型算例在不同硬件配置上,觀測求解時間和中間過程單多核并行特點,找到最佳硬件配置方案是一個有效實用的方法,

測試1: 算例(瞬態,約58萬自由度)測試,在多核(4核、6核、8核、16核、28核)測試結果看到,Comsol Multiphysics多物理場耦合,到8核多核并行計算加速比最高,也是性價比最高,CPU核數再提升,性能幅度很低,

測試2:算力(穩態,600萬自由度)測試,8核還是最佳的,單機計算時間過長,承受太重,建議用集群方式求解

廠家針對硬件配置相關描述(雖然非常詳細,但關鍵的地方也驗證了我們的測試數據,文章中提到求解器PARDISO多核并行提升,可以增加CPU核數,提升性能):
https://cn.comsol.com/support/knowledgebase/866/

計算規模劃分與硬件配置推薦

NO

自由度規模

推薦計算架構

推薦配置

1

小于150萬

單機計算

8核@4.7GHz/64GB~256GB/

2

150萬~500萬

集群計算

4個計算節點(32核@4.7GHz)/IB網絡

3

500萬~1000萬

集群計算

8個計算節點(64核@4.7GHz)/IB網絡

4

1000萬~2000萬

集群計算

16個計算節點(128核@4.7GHz)/IB網絡


上述 配置規格,應該是目前最快的硬件配置架構,歡迎遠程測試驗證

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