The Monte Carlo (MC) method is the most common technique used for uncertainty quantification, due to its simplicity and good statistical results. However, its computational cost is extremely high, and, in many cases, prohibitive. Fortunately, the MC algorithm is easily parallelizable, which allows its use in simulations where the computation of a single realization is very costly. This work presents a methodology for the parallelization of the MC method, in the context of cloud computing. This strategy is based on the MapReduce paradigm, and allows an efficient distribution of tasks in the cloud. This methodology is illustrated on a problem of structural dynamics that is subject to uncertainties. The results show that the technique is capable of producing good results concerning statistical moments of low order. It is shown that even a simple problem may require many realizations for convergence of histograms, which makes the cloud computing strategy very attractive (due to its high scalability capacity and low-cost). Additionally, the results regarding the time of processing and storage space usage allow one to qualify this new methodology as a solution for simulations that require a number of MC realizations beyond the standard.


翻译:蒙特卡洛(Monte Carlo)方法由于其简单和良好的统计结果,是用于不确定性量化的最常用技术,然而,其计算成本极高,而且在许多情况下令人望而却步。幸运的是,MC算法很容易平行,在计算单一实现成本极高的模拟中可以使用。这项工作提出了在云计算中平行计算MC方法的方法。这一战略以MapRduce范式为基础,允许在云中高效地分配任务。这一方法以结构动态问题为说明,而这种结构动态问题则易受不确定性的影响。结果显示,这种技术能够产生关于低顺序统计时刻的良好结果。即使是一个简单的问题,也可能需要许多实现直方图的趋同,从而使云计算战略非常有吸引力(由于其可缩缩能力和低成本很高)。此外,由于处理和储存空间的使用时间,因此,可以将这一新方法定性为模拟的一种解决办法,而这种模拟需要超出标准的若干MC实现。

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