第六章 弹性力学问题的并行边界元法
边界元法一般导致非对称系数矩阵,矩阵元素的求值包含大量的边界积分计算;除了边界积分,有些问题还有域内积分。因此,随着求解问题复杂度的提高,计算规模急剧增大,边界元分析对计算资源的要求越来越高,其中主要包括对计算速度和存储量的要求。并行计算是目前高性能计算领域的重要技术之一,它为提高计算速度和增大计算存储量提供了有力手段,而边界元法本身在其计算的各个阶段均具有内在的并行性,很适合并行计算,从而为用边界元法求解大规模科学与工程问题创造了条件。
本章介绍弹性静力单域问题和弹性静力多域问题的并行边界元分析方法,其中对边界元控制方程组的并行形成与并行直接解法、并行迭代解法作了较详细的介绍。
**节 并行 计算
并行计算(Parallel Computing)就是在并行计算机上所作的计算,它是实现高性能计算和**计算的重要技术途径。并行计算的发展主要基于两方面的原因:
(1)单机性能不能满足大规模科学与工程问题的计算需求,而用并行计算机实现高性能计算是解决挑战性计算问题的**途径。
(2)同时性和并行性是物质世界的一种普遍属性,具有实际物理背景的计算问题在很多情况下都可划分为能够并行计算的多个子任务。
一、并行计算机与网络机群
并行计算机是指能在同一时间内执行多条指令或处理多个数据的计算机,它是并行计算的物理载体。从20世纪70年代初到现在,并行计算机的发展已有了30多年的历史。在此期间,出现了各种不同类型的并行机,包括向量机、单指令流多数据流计算机(Single Instruction Multiple Data,SIMD)和多指令流多数据流计算机(Multiple Instruction Multiple Data,MIMD)等。随着计算机的发展,曾经风行一时的向量机和SIMD计算机现已退出历史舞台,而MIMD类型的并行机占领了主导地位。
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