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《SAPTIS:结构多场仿真与非线性分析软件开发及应用(之三).pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、水利水电技术第45卷2014年第1期SAPTIS:结构多场仿真与非线性分析软件开发及应用(之三)张磊,张国新(中国水利水电科学研究院,北京100038)摘要:SAPTIS程序是以有限单元法为基本方法的仿真计算程序,本文通过对有限元并行化关键技术的讨论给出了SAPTIS程序的并行策略,介绍了SAPTIS软件方程组求解部分的三种并行化方式:(1)对原有PCG求解器基于OpenMP进行了较细粒度的并行化实现;(2)基于MPI环境对SAP.TIS丰富了Krylov子空间类方法及多种预条件技术的并行求解器;(3)基于OpenMP环
2、境丰富了稀疏直接解法的并行求解器。测试结果表明,三种并行化方案求解效率都很高,各有特色,丰富了SAPTIS的求解功能。此外,GPU求解功能也正在开发之中,这也将使SAPTIS程序的求解功能更强大,适用性更好。关键词:SAPTIS;方程组求解;高性能计算;GPU;并行有限元中图分类号:TV642文献标识码:A文章编号:1000—0860(2014)01—0052—05DevelopmentandapplicationofSAPTIS-softwareofmulti--fieldsimulationandnonlineara
3、nalysisofcomplexstructures(PartIH)ZHANGLei,ZHANGGuoxin(ChinaInstituteofWaterResourcesandHydropowerResearch,Beijing100038,China)Abstract:SAPTISiSaFEM—basedsoftwareforsimulationandnonlinearanalysisofcomplexstructures.ThroughthediscussionmadeonthekeytechnologyofFEMp
4、arallelization,theparallelizationstrategyofSAPTISisgivenherein,andthenthreepar—allelizationmodesinthesolvingpartofSAPTISareintroduced:(1)BasedontheOpenMPplatform,theparallelizationwithmorefinegrainisrealizedforthePCGsolver.(2)BasedontheMPIplatform,theparallelized
5、solverwiththeKrylovsub—spacemethodsandseveralpreconditioningtechniquesisenrichedforSAPTIS.(3)BasedontheOpenMPplatform,thepar-allelizedsolverofsparsedirectmethodisenriched.Thetestresultshowsthatalltheeffieieneiesofthethreeparallelizedsol—vingschemesareveryhighande
6、achhasitsowncharacteristics;bywhichthesolvingfunctionsofSAPTISareenrichedaswel1.Furthermore,theGPUsolverisstillindevelopment,whichwillmaketheSAPTISsoftwaremorepowerful,flexibleandadaptable.Keywords:SAPTIS;equationssolution;highperformancecomputation;GPU;parallelF
7、EM成为解决这些复杂科学、工程问题的重要手段。1引言随着我国经济和社会的快速发展,水利水电工收稿日期20l3一O3-05基金项目水利部公益性行业科研专项(201201050);国家“973”计划程、矿业工程、交通工程等一大批重大基础建设项目项目(2013CB036406,2013CB035904);中国水科院科研专迅速展开,特别是水利水电工程的建设规模和水平正项(材集1353,材集1361,材集1309);“十二五”科技支撑在向大型、超大型发展,在工程的设计、建设与运行项目(2013BAB06B02)。中难免会遇到大量复
8、杂的问题。数值模拟与仿真现已作者简介张磊(198O一),男,高级工程师,博士。WaterResourcesandHydropowerEngineeringVoL45No1张磊,等∥sAPTIS:结构多场仿真与非线性分析软件开发及应用(之三SAPTIS是中国水利水电科学研究院独自开发,已有法主要是三对角、块三对角、带状
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