大规模有限元系统的GPU加速计算研究

被引:48
作者
刘小虎
胡耀国
符伟
机构
[1] 华中科技大学力学系
关键词
GPU计算; 有限元; 共轭梯度法; 并行计算; CUDA;
D O I
暂无
中图分类号
O241.82 [偏微分方程的数值解法]; TP391.41 [];
学科分类号
070102 [计算数学];
摘要
研究了GPU(Graphics Processing Units)计算应用于有限元方法中的总刚计算和组装、稀疏矩阵与向量乘积运算、线性方程组求解问题,并基于CUDA(Compute Unified Device Architecture)平台利用GTX295GPU进行程序实现和测试。系统总刚采用CSR(Compressed Sparse Row)压缩格式存放于GPU显存中,用单元染色方法实现总刚并行计算组装,用共轭梯度迭代法求解大规模线性方程组。对300万自由度以内的空间桁架和平面问题算例,GPU有限元计算分别获得最高9.5倍和6.5倍的计算加速比,并且加速比随系统自由度的增加而近似线性增加,GFLOP/s峰值也有近10倍的增加。
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