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基于近场动力学的薄壳结构大变形多GPU并行加速方案
Multi-gpu parallel acceleration scheme with large deformation in thin shell structure based on near-field dynamics
2025-04-11 13:53
张向奎1,许磊1,李元慧1,郑国君1* ()
壳结构在载荷作用下的变形、旋转,会导致结构产生裂纹萌生和扩展,最终导致结构的断裂及失效。传统的有限元方法基于连续介质力学理论框架建立物质模型,由于其理论基础与断裂这种不连续问题之间存在矛盾,这给处理复杂的断裂问题带来了挑战。近场动力学(Peridynamic,PD)基于非局部作用思想建模,采用积分方程求解物质点的运动,在裂纹扩展分析中具有独特优势。然而,相对于传统的有限元方法,PD计算效率很低。为解决计算效率问题,本研究介绍了一种基于多GPU的并行加速PD算法,该算法设计用于解决计算统一设备架构(CUDA)框架下壳体结构因大变形而产生的裂纹扩展及断裂问题。该算法结合了节点(单元)与计算方法映射两种并行模式。该算法通过对GPU内存资源的有效利用,实现了进一步的并行计算。GPU的并行计算能力加快了裂纹分析的数值模拟,实验验证了该并行算法的准确性、有效性和工程应用价值,证明了该算法在推进壳结构断裂分析方面的潜力。
来源:数字仿真论坛