تاثیر استفاده از فناوری GPGPU در افزایش سرعت تحلیل دینامیکی سازه ها به روش اجزاء محدود تحت اثر تحریک زلزله

همواره سرعت بخشیدن به محاسبات رایانهای یکی از دغدغه های مهم و تعیین کننده در تمامی رشته های مهندسی، از جمله مهندسی عمران و تحلیل سازه ها میباشد. سرعت افزایی محاسبات با توجه به محدودیت های ذاتی سخت افزارها در انجام محاسبات با بازدهی بالا، نیازمند رویکردهای نوین میباشد. فناوری GPGPU استفاده از واحد پردازشی گرافیک را از انحصار پردازشهای صرفا گرافیکی خارج کرده و برای استفاده عمومی و در تمام زمینه ها فراهم آورده است. با استفاده از این فناوری که قابلیت استفاده از تعداد بسیار زیاد هسته های سازنده کارت گرافیک را فراهم میکند میتوان سرعت محاسبات را به میزان چشم گیری افزایش داد. در این مقاله با استفاده از واحد پردازشی گرافیک، تحلیل دینامیکی خطی با استفاده از روش اجزاء محدود برای یک سازه واقعی و طراحی شده تحت آیین نامه های معتبر پیادهسازی گردیده و در دو حالت سری و موازی تحلیل و با یکدیگر مقایسه شده اند. برای بدست آوردن پاسخ دستگاه معادلات از روش تکرار شونده تغییرات توام بهره گرفته شده است و ذخیره سازی ماتریسها به شکل مختصاتی انجام پذیرفته است. سرعت افزایی حاصل شده در تحلیل دینامیکی به روش اجزاء محدود در حالت کلی حدود 17 برابر بوده و در بعضی از مراحل حل تا حدود 240 برابر سرعت افزایی حاصل گردیده است.

Keywords:

تحلیل دینامیکی , اجزاء محدود , پردازش موازی , سخت افزار کارت گرافیک , GPU , GPGPU