项目名称: 面向数万处理器的有限元线性方程组与模态多级算法研究

项目编号: No.11502027

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 徐然

作者单位: 北京应用物理与计算数学研究所

项目金额: 22万元

中文摘要: 面向数万处理器,结合应用特征,发展具备良好并行扩展能力的有限元方程组和模态多级算法,是推动飞机等超大规模工程装备整体精细力学分析实现的关键技术,是国际公认难题。本项目拟围绕这一前沿问题,在协同创新思想指导下,结合国产计算集群、工程应用、理论模型和并行有限元执行特点研究方程组与模态并行算法的理论与实现技术,着重稳定运行、提高并行扩展性和充分发挥硬件能力。工作内容包括设计优化进程-线程二级并行的多级平衡方程组求解方案;探索适合并行有限元特点的几何多重网格预条件方法;研究模态分析的高效滤波方法降低计算复杂度,进而发展高效的模态综合多级求解方法。在此基础上,本项目将瞄准若干重要的实际应用问题,支撑数万处理器的精细有限元分析,具有很强的需求牵引与理论和实际应用价值。

中文关键词: 有限元;并行计算;线性方程组;模态;多级

英文摘要: Linear equations and eigenvalue problem are the core of finite element analysis, which impropriate most of the computational time. However, the existing algorithms cannot stably and efficient enough to actualize the detailed mechanical analysis of complex equipment, such as a plane, with fine grid. Especially, the procedure has a great probability of breaking down, or even can not set-up, when the numerical simulation runs on over tens of thousands of processor. In this project, following the idea of co-design, we will improve stability and expansibility of codes with characteristic of computing cluster. According to the previous research, a combined process-thread bi-parallel mode will be used to re-design the proposed scalable Hierarchical Equilibrium Linear-equations Parallel Solver (HELPS), in which each process is exclusively assigned on a computing node, and a threads-region is created over CPUs and any existing co-processors, such as GPU and Intel Xeon Phi. Also, we will optimize efficiency of parallel solvers of eigenvalue problem according to applications and mechanical theory. First, the spectrum Chebyshev polynomial filter, which succeed in density functional calculations, will be detailed studied and then applied to improve efficiency Krylov- or Davidson-type iterative eigensolvers. Second, a new coarse-fine-nested-grid component mode synthesis will be introduced to parallel modal analysis, which makes components computing totally independent, and keep an acceptable precision on coarse global grid. Finally the algorithms of this project will be integrated in the domestic FEA framework, JAUMIN to investigate the static and dynamic response and the stability qualification of whole and fine-meshed super-large equipment.

英文关键词: Finite element analysis;Parallel computing;Linear equations;Eigen-pairs;Hierarchy

成为VIP会员查看完整内容
0

相关内容

面向大数据处理框架的JVM优化技术综述
专知会员服务
16+阅读 · 2021年11月27日
数据中心传感器技术应用 白皮书
专知会员服务
40+阅读 · 2021年11月13日
专知会员服务
21+阅读 · 2021年8月23日
专知会员服务
18+阅读 · 2021年6月29日
【干货书】面向计算科学和工程的Python导论,167页pdf
专知会员服务
41+阅读 · 2021年4月7日
大规模时间序列分析框架的研究与实现,计算机学报
专知会员服务
58+阅读 · 2020年7月13日
没计算资源?白嫖5000核时CPU/GPU的机会来了。
图与推荐
1+阅读 · 2021年9月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年6月1日
Arxiv
17+阅读 · 2021年1月21日
小贴士
相关VIP内容
面向大数据处理框架的JVM优化技术综述
专知会员服务
16+阅读 · 2021年11月27日
数据中心传感器技术应用 白皮书
专知会员服务
40+阅读 · 2021年11月13日
专知会员服务
21+阅读 · 2021年8月23日
专知会员服务
18+阅读 · 2021年6月29日
【干货书】面向计算科学和工程的Python导论,167页pdf
专知会员服务
41+阅读 · 2021年4月7日
大规模时间序列分析框架的研究与实现,计算机学报
专知会员服务
58+阅读 · 2020年7月13日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
微信扫码咨询专知VIP会员