【摘要】：針對(duì)開源有限元軟件Calculix傳統(tǒng)計(jì)算模式在大規(guī)模數(shù)值計(jì)算中的低效問題,提出了Calculix三級(jí)并行優(yōu)化策略,即預(yù)處理并行優(yōu)化、節(jié)點(diǎn)間并行調(diào)度以及節(jié)點(diǎn)內(nèi)多核多線程并行改造。預(yù)處理并行優(yōu)化在方程組分解過程中與分解過程后,分別對(duì)其參數(shù)矩陣進(jìn)行有條件的動(dòng)態(tài)舍棄,據(jù)此構(gòu)造了部分列選主元多行雙門檻不完全LU分解預(yù)處理算法,并對(duì)算法的可行性、有效性以及收斂性給出了證明。為充分發(fā)揮TH-2超級(jí)計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的資源優(yōu)勢(shì),相繼給出了基于QoS的節(jié)點(diǎn)間任務(wù)動(dòng)態(tài)調(diào)度算法,以及節(jié)點(diǎn)內(nèi)多核多線程并行任務(wù)調(diào)度算法,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)計(jì)算任務(wù)與資源之間的優(yōu)化匹配和QoS需求。在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中搭建了針對(duì)天河二號(hào)(TH-2)超級(jí)計(jì)算環(huán)境的有限元并行計(jì)算與分析平臺(tái),并完成了針對(duì)船舶疲勞強(qiáng)度分析問題的實(shí)際工程應(yīng)用測(cè)試。理論分析與工程算例測(cè)試結(jié)果充分證明:Calculix三級(jí)并行優(yōu)化方案能夠有效提高Calculix求解線性方程組的速度,在可獲取足夠計(jì)算資源的前提下,與傳統(tǒng)計(jì)算模式相比,實(shí)際工程算例的計(jì)算速度平均提高了2~4倍。
【作者單位】： 廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院;華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院;廣州船舶及海洋工程設(shè)計(jì)研究院;
【基金】：廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2015B010109001) 廣東省產(chǎn)學(xué)研合作項(xiàng)目(2015B090901051) 教育部留學(xué)回國(guó)人員啟動(dòng)基金項(xiàng)目(14ZK0152) NSFC-廣東聯(lián)合基金(第二期)超級(jí)計(jì)算科學(xué)應(yīng)用研究專項(xiàng)資助 國(guó)家超級(jí)計(jì)算廣州中心 廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目(2012Y2-00040)資助
【分類號(hào)】：TP338

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本文編號(hào)：2532968