混凝土细观力学分析程序中的快速算法与并行算法设计

• 作者: 吴建平 朱星明 李晓梅 王正华 马怀发
• 来源期刊: 计算力学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 混凝土细观力学 有限元 稀疏线性方程组 预条件 并行算法
• 年，卷（期）: 2008,（3）
• 页码范围: 352-358
• 页数: 7页
• 分类号: TU433
• 字数: 7727字
• 语种: 中文

摘要

针对一套混凝土细观力学分析程序,在分析其计算方法与计算效率的不足之后,提出了采用稀疏矩阵与稀疏向量技术来高效实现有限元剐度矩阵装配过程的算法,并采用双门槛不完全Cholesky分解预条件技术与CG法相结合来高效地求解稀疏线性方程组.之后,从整体上提出了一个将有限单元分布与未知量分布有机结合的并行算法设计方案,并分别针对刚度矩阵装配、双门槛不完全Cholesky分解、稀疏矩阵与稠密向量相秉、稀疏向量相加等核心算法,进行了相应的并行算法设计.最后,在由每节点2 CPU的8个Intel Xeon节点采用千兆以太网连成的机群上,针对两个混凝土数值试样进行了数值实验,第一个试样含44117个网格点与53200个有限单元,第二个试样含71013个网格点与78800个有限单元;对第一个试样,原串行程序进行全程567次加载计算需要984.83小时约41天,采用文中串行算法后,模拟时间减少到22531秒约6.26小时,采用并行算法在16个CPU上的模拟时间进一步降为3860秒约1.07小时.对第二个试样,原串行程序进行全程94次加载计算需要467.19小时约19.5天,采用文中串行算法后,模拟时间减少到11453秒约3.18小时,采用并行算法在16个CPU上的模拟时间进一步降为1704秒约28.4分钟.串行算法的改进与并行算法的设计大大缩短了计算时间,对加快混凝土力学性能的分析研究具有重要意义.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	马怀发		38	1001	11.0	31.0
2	李晓梅		44	363	11.0	17.0
3	吴建平	国防科学技术大学计算机学院	16	128	6.0	11.0
4	王正华	国防科学技术大学计算机学院	20	232	8.0	15.0
5	朱星明		22	335	10.0	18.0