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基于Abaqus软件的并行计算异构集群平台的搭建 总被引：1，自引：0，他引：1
在异构集群上充分利用新、旧硬件资源调度计算任务是实现集群高性能并行计算的难点。通过测试已搭建集群服务器的CPU和内存对Abaqus软件计算速度的影响,发现CPU的主频对Abaqus/Explicit模块计算速度的影响大,CPU的缓存对Abaqus/Standard模块速度影响大;当内存满足计算任务的最小需求时,增加内存对计算速度无任何影响;当内存不足时,计算速度会大幅减慢。据此测试结果,新增4台服务器作为计算节点和一台Infiniband QDR交换机作为交换节点,搭建了新的异构集群,性能测试结果表明:相对于千兆以太网络交换机I,nfiniband QDR交换机的并行计算效率更好,且集群的计算节点越多越显著;Abaqus/Standard模块并行计算效率的提高幅度要比Abaqus/Explicit模块的稍高一些。针对异构集群硬件构架相差较大的2批新、旧硬件,设置了2个管理节点、2个网络节点、2个存储节点,充分利用了新、旧硬件资源,高效地实现了在一个异构集群平台上提交与下载任务。 相似文献
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显-隐式组合数值积分算法结合了显式算法无需迭代和隐式算法无条件稳定的各自优点,是结构抗震拟动力试验顺利运行的关键.在对传统显式中央差分法和隐式Newmark β组合算法进行参数修正的基础上,建立了修正CD-Newmark算法,考虑阻尼的影响分析了组合算法的稳定性条件、周期失真率和数值阻尼比,分别得到了试验子结构的稳定性条件和计算子结构无条件稳定的参数合理取值范围,并对计算精度进行了分析.通过算例分析验证了算法的数值特性,从而初步解决了CD-Newmark算法存在稳定性界限过严的问题,为结构抗震拟动力混合试验提供了研究参考. 相似文献
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介绍了钢筋混凝土框架结构计算机仿真和并行计算的研究现状。数值仿真主要采用有限元、离散元等数学物理模型,而可视化技术及图形仿真基于图形学和图像处理技术,是驾驭计算过程及理解大体积数据的唯一有效途径。有限元并行计算有SBS、EBE两种策略,非线性求解有直接与迭代解法,动力时程分析有显式、隐式和精细时程积分法。最后介绍了并行计算在钢筋混凝土结构分析中的应用。 相似文献
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三维地震动场数值模拟并行计算系统 总被引：11，自引：3，他引：8
并行计算系统是进行三维复杂场地地震动场数值模拟的基础。本文作者利用10台微机构建了一套并行计算集群(常称为Beowulf系统),节点微机上运行Windows2000操作系统,采用MPI标准的MPICH1．2．4版本作为并行计算的支撑环境,并以100M bps高速交换式以太网作为互连网络。利用编制的并行计算程序对该并行计算系统性能进行了测试。结果表明：该系统能够达到非常高的并行加速比和并行效率。该系统将用于三维地震动场数值模拟研究。 相似文献
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在数值模拟中,隐式有限差分具有较高的精度和稳定性.然而,传统隐式有限差分算法大多由于需要求解大型矩阵方程而存在计算效率偏低的局限性.本文针对一阶速度-应力弹性波方程,构建了一种优化隐式交错网格有限差分格式,然后将改进格式由时间-空间域转换为时间-波数域,利用二范数原理建立目标函数,再利用模拟退火法求取优化系数.通过对均匀模型以及复杂介质模型进行一阶速度-应力弹性波方程数值模拟所得单炮记录、波场快照分析表明:这种优化隐式交错网格差分算法与传统的几种显式和隐式交错网格有限差分算法相比不但降低了计算量,而且能有效的压制网格频散,使弹性波数值模拟的精度得到有效的提高. 相似文献
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地震工程试验联网最新进展 总被引：7，自引：2，他引：5
郭迅 《地震工程与工程振动》2006,26(4):37-41
地震工程试验联网(NEES)是新世纪地震工程学科最重要的事件。由美国国家自然科学基金会牵头,全美15家主要的地震工程研究单位共同实施一项旨在调动全部优势资源进行复杂结构体系的地震响应协同试验研究计划。该计划从1999年开始,将于2014年全部完成,目前多数成员单位进入设备安装调试阶段,有些单位利用新装备实现了某些利用传统手段无法完成的试验任务。建议工程力学研究所燕郊的结构实验室直接按照加入NEES的标准进行硬件配置和软件开发,使硬件的数量和技术指标满足NEES要求;使软件与硬件配套,实现与NEES联网,可远程快速通讯,实时监控,实时数值模拟计算,实现显式、隐式和显隐混合算法伪动力试验以及具有位移控制、力控制、位移和力混合控制功能。 相似文献
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《地震工程与工程振动》2015,(4)
目前隐式方法是动力弹塑性时程分析最常用的分析方法,然而隐式方法在强非线性分析中常常存在迭代不收敛的问题,并且刚度矩阵求解消耗的存储空间随结构自由度增加呈几何级数增长。因此,在求解高层建筑这种大规模问题中,极易遭遇计算瓶颈。显式分析方法直接求解解耦的方程组,不需要迭代。本文对隐式方法和显式方法进行了对比分析,研究了显式分析方法在高层建筑弹塑性地震反应分析中适用性。实例分析表明,从计算精度来讲,隐式方法和显式方法在稳定条件下都能得到较好的精度。从计算效率来讲,对于自由度较少的结构,隐式方法计算效率较高;对于自由度庞大的结构,显式方法计算效率较高。建议在进行自由度多的高层建筑弹塑性地震反应分析时,采用显式分析方法。 相似文献
8.
《地震工程与工程振动》2016,(2)
静动力联合分析是考虑非线性条件下结构响应分析的关键技术问题之一。本文通过分析非线性有限元静、动力平衡方程的内在联系,并结合Newmark积分算法的隐式求解特点,提出了一种基于极大初始时间步法的非线性静动力耦合算法,可保证结构在静动荷载的耦合激励下获得合理的非线性地震响应。通过对Koyna重力坝的地震响应数值分析算例,验证了该算法的合理性与有效性。另外,该算法在各类隐式求解的通用有限元程序中均易于实现,可操作性强,便于工程应用。 相似文献
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求解加速度反应的显式积分格式研究 总被引：1，自引：0，他引：1
目前波动显式有限元分析多以位移或速度作为输入,而加速度记录更直接地保留了地震动的原始信息。为此,本文发展了一种直接以地震加速度作为输入的显式算法,该算法以中心差分和New-m ark-β法结合,并通过平衡方程约简得到。以水塔及框架结构为例,与现有振型分解联合Duham el积分方法、Newm ark-β隐式解法及五种显式算法进行了对比分析。结果表明:该算法与文献[3]的方法,可以在保证计算效率的前提下,得到与振型分解联合Duham el积分方法、Newm ark-β隐式解法相吻合的加速度反应。 相似文献
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高性能集群系统在地震波数值模拟中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
随着地震领域研究工作不断深入,为了进行大规模信息处理和求解复杂模型,研究人员对具有大规模计算能力的并行计算平台需求已十分迫切。本文详细介绍了在Linux平台下,利用开源软件OSCAR(Open Source Cluster Application Resources)搭建高性能计算集群系统的方法;测试表明,构建的系统具有运行稳定,节点增减便利,提交、管理作业简单,性能参数可监控等诸多优点。该系统不仅提供了可靠的高性能计算平台,还使得进一步开发和应用国内外同行基于最新研究成果发布的各种大型并行计算开源程序变得简单方便,如加州理工学院等机构编写的基于谱单元法的大型盆地内场地地震动数值模拟程序SPECFEM3D。 相似文献
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大地电磁三维数据空间反演并行算法研究 总被引：6，自引：4，他引：2
目前大地电磁三维反演实际应用的主要问题是计算效率低.在对大地电磁三维数据空间反演算法进行深入分析的基础上,本文提出了基于频点和矩阵划分的大粒度并行反演方案和具体实现步骤,并在曙光TC5000A高性能计算平台上实现了基于MPI的大地电磁三维数据空间反演并行算法.该算法实现了包括三维正演、灵敏度矩阵、叉积矩阵以及模型改正量的并行执行,不仅计算效率高,而且每个节点机上灵敏度矩阵的存储空间只需原来微机上的2/N(N是参加并行计算的节点机个数),大大地减少了内存开销.通过两个理论模型合成的数据对实现的三维数据空间反演并行算法进行试算,对比分析了多个节点机下程序的执行效率.测试结果表明,所实现的三维数据空间反演并行算法是可行的、高效的,与单机相比,不仅可以提高运行速度,缩短计算时间,而且还可以扩大计算规模,极大地推动了大地电磁三维反演的实用化. 相似文献
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全波形反演利用波场的运动学和动力学信息重建地下物理参数,是建立高精度速度模型的有效手段,巨大的计算量是制约其实用化的瓶颈之一。本文针对全波形反演中频率域正演的复杂计算问题,采用粗细结合的并行策略,将MPI技术应用于多炮间并行计算,同时利用GPU技术加速正演过程中大型稀疏线性代数方程组的求解,以提高频率域全波形反演的计算效率。通过理论模型验证本文方法的正确性和有效性,给出不同数据量与GPU计算效率的相关分析结论,提出频率域全波形反演CPU/GPU协同并行计算的制约瓶颈和发展方向。 相似文献
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本文详细阐述了并行计算技术及其在地球物理勘探数据处理中的发展现状和发展趋势,分析了几个代表性的并行算法实例.这些结果表明,在拥有强大的并行机的基础上,基于并行计算开发环境(MPI和PVM等)设计高效的并行算法,通过分配合理的并行粒度、通信开销、负载平衡等执行高效的并行计算,可以有效加快处理速度、降低成本.目前,并行算法在地震数据处理中应用已较为成熟,近年来向更实用的基于PC机群的并行技术发展.然而,在非地震方法中,并行算法应用较少见文献报道,研究尚处于初级研究阶段.在大地电磁的二维和三维正、反演问题上,并行计算技术逐渐得到越来越多关注和重视.随着资源和能源需求的增长,地球物理勘探向深度和广度快速发展,大幅增长的数据量使得高性能并行计算机和高效的并行算法在勘探地球物理学中的发展和应用将占据愈来愈重要的地位. 相似文献
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大地电磁三维交错网格有限差分数值模拟的并行计算研究 总被引：3，自引：3，他引：0
为了更有效的提高大地电磁三维正演的计算速度,引入了并行处理技术.大地电磁三维交错网格有限差分数值模拟是按照不同频率来计算的,各频率之间求取电磁场值的过程是相互独立的.根据这一特点,可以将多个频率的计算任务平均划分为一个或者几个频率的计算子任务,分配到各个计算节点去并行执行,计算完成后将结果汇总.本文通过采用主从并行模式、分频并行计算的方案,在曙光TC5000A高性能并行平台上实现了基于MPI的大地电磁三维正演的并行计算.通过两个理论模型对实现的大地电磁三维正演并行算法进行试算,对比分析了多个节点机下程序的执行效率.测试结果表明,所实现的三维正演并行算法是正确的、高效的,为进一步的大地电磁三维反演并行算法研究奠定了重要基础. 相似文献
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高性能计算是现代科学研究、工程技术开发和大规模数据处理的关键支撑技术,在地震系统发挥着日益重要的作用。甘肃省地震局高性能计算集群系统由60个节点、采用40 GB InfiniBand网络互连组成,峰值计算速度达9.2万亿次/秒。作为地震系统重要的科技服务平台之一,为地震反演、数据分析、数值模拟等领域以及科研创新平台提供高性能计算环境。 相似文献
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本文简要回顾了高性能计算在地震研究中的应用,介绍了中国地震局地震预测重点实验室高性能计算平台及其应用情况,并指出作业计费的必要性。其次,详细介绍了1种高性能计算平台计费服务系统的设计与实现。该系统基于TORQUE和LSF集群作业管理系统日志信息的分析处理,具备作业查询、作业统计、作业计费、作业预约、信息管理、留言管理等功能,有益于解决高性能计算平台计算收费和运维支出平衡的问题,提高了平台的透明度和利用率,促进信息共享和技术交流,并具有较好的扩展性和应用前景。最后,对高性能计算过渡到高性能云计算进行了展望。 相似文献
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锥束ART算法的并行运算实现 总被引：1，自引：0，他引：1
为解决ART算法重建时间较长这一问题,作者采用PC机群的并行处理技术,将ART重建算法改写为并行运算方式.并行运算结果表明:图像重建速度与CPU的个数(6个)基本上成线性正比关系,且不影响图像的重建质量.从而使迭代法在线重建成为可能. 相似文献
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随着并行计算技术的发展,非线性反演计算效率在不断提高,但对于基于单点搜索的非线性反演方法,其并行算法的实现则是一个难题。本文将群体搜索的思想引入到基于单点搜索的非线性反演方法,构建了并行算法,以量子蒙特卡罗方法为例进行了二维地震波速度反演及实际资料波阻抗反演,并测试了使用不同节点数进行计算的效率。计算结果表明:该并行算法在理论和实际资料反演中是可行的和有效的,具有很好的通用性;算法计算效率随着使用节点数的增加而提高,但算法计算效率的提高幅度随着使用节点数的增加逐渐减小。 相似文献
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Multilayer shallow water flow using lattice Boltzmann method with high performance computing 总被引：1，自引：0，他引：1
A multilayer lattice Boltzmann (LB) model is introduced to solve three-dimensional wind-driven shallow water flow problems. The multilayer LB model avoids the expensive Navier–Stokes equations and obtains stratified horizontal flow velocities as vertical velocities are relatively small and the flow is still within the shallow water regime. A single relaxation time BGK method is used to solve each layer coupled by the vertical viscosity forcing term. To increase solution stability, an implicit step is suggested to obtain flow velocities. The main advantage of using the LBM is that after selecting appropriate equilibrium distribution functions, the LB algorithm is only slightly modified for each layer and retains all the simplicities of the LBM within the high performance computing (HPC) environment. The performance of the parallel LB model for the multilayer shallow water equations is investigated on CPU-based HPC environments using OpenMP. We found that the explicit loop control with cache optimization in LBM gives better performance on execution time, speedup and efficiency than the implicit loop control as the number of processors increases. Numerical examples are presented to verify the multilayer LB model against analytical solutions. We demonstrate the model’s capability of calculating lateral and vertical distributions of velocities for wind-driven circulation over non-uniform bathymetry. 相似文献
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我国城市地下管线种类繁多、规模巨大.近年来,因城市管网家底不清、位置不明导致的管道挖断事故频发.探地雷达(GPR)是目前最为有效的地下设施探测定位设备,通过对探地雷达回波信号进行反演分析,可获取管道埋深、位置等信息.然而,地下管道等地下圆形目标,传统正演模型中阶梯近似方法会产生一定误差.本文结合辛Euler算法与曲面共形技术,建立探地雷达电磁波在含非金属管道地下结构中传播的精细化数值模型,并通过图形处理器(GPU)加速技术进一步提升模型计算效率.数值模拟结果显示,共形网格技术有效降低了由于阶梯近似造成的虚假绕射波,并通过结合GPU并行计算,在不增加网格密度的前提下,实现了对地下管道电磁响应的高效精细化计算. 相似文献