Parallelized combined finite-discrete element (FDEM) procedure using multi-GPU with CUDA     

Quansheng Liu  Weiqin Wang  Hao Ma 《国际地质力学数值与分析法杂志》2020,44(2):208-238

This paper focuses on the efficiency of finite discrete element method (FDEM) algorithmic procedures in massive computers and analyzes the time-consuming part of contact detection and interaction computations in the numerical solution. A detailed operable GPU parallel procedure was designed for the element node force calculation, contact detection, and contact interaction with thread allocation and data access based on the CUDA computing. The emphasis is on the parallel optimization of time-consuming contact detection based on load balance and GPU architecture. A CUDA FDEM parallel program was developed with the overall speedup ratio over 53 times after the fracture from the efficiency and fidelity performance test of models of in situ stress, UCS, and BD simulations in Intel i7-7700K CPU and the NVIDIA TITAN Z GPU. The CUDA FDEM parallel computing improves the computational efficiency significantly compared with the CPU-based ones with the same reliability, providing conditions for achieving larger-scale simulations of fracture.  相似文献   

Investigation of highly efficient algorithms for solving linear equations in the discontinuous deformation analysis method          下载免费PDF全文

Xiaodong Fu  Qian Sheng  Yonghui Zhang  Jian Chen 《国际地质力学数值与分析法杂志》2016,40(4):469-486

Large‐scale engineering computing using the discontinuous deformation analysis (DDA) method is time‐consuming, which hinders the application of the DDA method. The simulation result of a typical numerical example indicates that the linear equation solver is a key factor that affects the efficiency of the DDA method. In this paper, highly efficient algorithms for solving linear equations are investigated, and two modifications of the DDA programme are presented. The first modification is a linear equation solver with high efficiency. The block Jacobi (BJ) iterative method and the block conjugate gradient with Jacobi pre‐processing (Jacobi‐PCG) iterative method are introduced, and the key operations are detailed, including the matrix‐vector product and the diagonal matrix inversion. Another modification consists of a parallel linear equation solver, which is separately constructed based on the multi‐thread and CPU‐GPU heterogeneous platforms with OpenMP and CUDA, respectively. The simulation results from several numerical examples using the modified DDA programme demonstrate that the Jacobi‐PCG is a better iterative method for large‐scale engineering computing and that adoptive parallel strategies can greatly enhance computational efficiency. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

基于GPU的数字影像的正射纠正技术的研究     

侯毅  沈彦男  王睿索  余宗超 《现代测绘》2009,32(3):10-11

本文简述了CUDA编程模型高性能并行计算的特性,在实现了基于GPU的数字影像正射纠正的基础上,阐述了基于GPU的加速技术在数字影像处理方面的应用情景.  相似文献   

3维数字地球快速缓冲区分析算法   总被引：1，自引：0，他引：1  

杨崇俊  赵彦庆  王锋  方超  伍胜 《遥感学报》2014,18(2):353-364

提出一种应用在3维数字地球中的通过图形处理器(GPU)快速实现矢量数据缓冲区分析的算法。使用一张4通道的纹理图作为容器将地理实体的矢量数据传入GPU,利用GPU的高效并行特性,将目标缓冲区纹理中的每个像素所对应的矢量坐标与原实体进行距离量算,在一次渲染中得到缓冲区纹理,最后提取出缓冲区纹理的边界。选择中国的流域和湖泊矢量数据,将本文算法与两种传统的CPU算法进行了缓冲区分析计算、测试和对比。结果显示,本文算法相对于传统矢量算法效率提高了9—16倍,相对于传统栅格算法效率提高11—20倍。实验证明,该算法计算简单,效果明显,特别是随着数据量增大,缓冲区计算速度显著优于传统算法,并能有效解决传统矢量法缓冲区分析中的数据自相交问题。  相似文献   

基于GPU的S63标准电子海图数据解密算法     

钟云海  郑海  周红进 《测绘软科学研究》2014,(2):54-58

S63标准采用Blowfish算法对原始海图数据加密后发行,数据的解密成为电子海图系统数据转换和更新中一个耗时的过程。为提高数据处理的速度,针对Blowfish分组密码算法的特点,提出一种利用图形处理器（GPU）的海图并行解密算法,并采用数据传输和处理的同步技术进行了优化。测试表明,采用GPU的并行解密算法是纯CPU串行处理的9.8倍。该算法不仅可大大加快海图数据转换和更新过程,对地理信息系统海量数据处理也有一定的借鉴价值。  相似文献   

基于WebGL的三维符号绘制技术研究     

龚湜均 《测绘与空间地理信息》2015,(11)

随着社会的进步、时代的发展,人们越来越关注有关部门对应急事件的处理效率和办事效果。面对变化莫测的突发情况、纷繁复杂的任务要求,多部门联合办公成为解决应急事件的关键所在。利用Web GL技术直接调用计算机图形处理器(GPU)进行三维符号的快速绘制,可以实现各部门指挥系统符号的统一并实现跨平台使用,有效提高了有关部门对应急事件的处理效率和办事效果。  相似文献   

基于多GPU的Harris角点检测并行算法     

肖汉  周清雷  张祖勋 《武汉大学学报(信息科学版)》2012,37(7):876-881

提出了一种基于多图形处理器(graphic processing unit,GPU)设计思想的Harris角点检测并行算法,使用众多线程将计算中耗时的影像高斯卷积平滑滤波部分改造成单指令多线程(single instruction multi-ple thread,SIMT)模式,并采用GPU中共享存储器、常数存储器和锁页内存机制在统一计算设备架构(com-pute unified device archetecture,CUDA)上完成影像角点检测的全过程。实验结果表明,基于多GPU的Har-ris角点检测并行算法比CPU上的串行算法可获得最高达60倍的加速比,其执行效率明显提高,对于大规模数据处理呈现出良好的实时处理能力。  相似文献   

基于通用计算的涪江中段径流模拟研究     

郭海燕  陈军  徐金霞  徐沅鑫  马振峰 《冰川冻土》2019,41(1):158-164

为了提高传统径流汇流模拟的时效性,提出了一种基于通用计算的径流汇流模型。模型采用纳维-斯托克斯作为基础方程。首先,文章探讨了利用通用计算进行径流汇流模拟的实现方法并设计了模拟计算流程。然后,以涪江流域中段为研究区域,将流域内25个常规站和区域站的实况降水数据为数据源,分别利用本文径流汇流模型和FloodArea模型对流域进行径流模拟,并将两种模型模拟结果与水文站实测数据进行对比分析。结果发现,基于通用计算的径流汇流模型不仅在模拟效率上相对于FloodArea模型有很大程度的提高,而且模拟结果具有更小的水位变化误差,与水文站实测水文数据具有更好拟合效果。模拟时效性和结果准确性的同时提升表明本文的径流汇流模型对暴雨洪涝预警预报具有重要的意义。  相似文献   

多地震属性体实时融合三维可视化技术     

张理慧  王汉钧  赵亮  崔京彬  李咏梅 《物探化探计算技术》2019,(3):426-432

多属性融合技术是近年来针对单一属性的局限性而发展起来的一项新技术。通过研究三维空间中多种地震属性体实时融合技术,提出了一种实现方案。采用八叉树结构有效进行数据的动态管理,基于Shader编程技术,利用GPU可编程管线加速,实现多属性体融合的三维可视化。基于该方案,研发了三维可视化多属性体融合系统,实现了基于RGB映射和属性加权的两种融合技术,保证了多属性体高质量实时融合渲染,通过实际应用取得了良好效果。  相似文献   

基于GPU的地形可视化加速算法研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

李朝奎  方军  肖克炎  王宁  周青蓝  隗含涛 《地球学报》2020,41(2):303-308

地形可视化是利用数字高程模型DEM,采用计算机图形学和图像处理技术进行三维地形模拟显示。该技术在深部矿产预测、矿产资源评价、虚拟现实、娱乐游戏、飞行模拟等诸多领域有着广泛的应用。随着数据量的增大,三维地形可视化的实时、流畅视觉效果受到当前的计算机硬件技术水平限制。针对这一问题,本文运用ROAM算法进行地形建模,利用GPU高速并行运算性能加速地形可视化建模速度,加速模型显示效果。实验对比表明:当计算量比较小时,加速效果不显著;随着计算量的增大,计算效果越来越明显;当计算量达到一定值时,加速效果达到一个稳定的加速趋势。研究结果为地形可视化及矿产资源评价等类似工作提供了原创性可视化技术支撑。  相似文献