基于局部通信的有限元分析并行算法优化研究

来源：计算力学学报杂志2021年第1期北京时间：

作者：吴建平,蒋涛,彭军,银福康,杨锦辉

单位：国防科技大学 气象海洋学院, 长沙 410073,国防科技大学 气象海洋学院, 长沙 410073,国防科技大学 计算机学院, 长沙 410073,国防科技大学 气象海洋学院, 长沙 410073,国防科技大学 气象海洋学院, 长沙 410073,国防科技大学 气象海洋学院, 长沙 410073

摘要：针对有限元分析的计算问题，在现有采用全局通信方案的简单并行算法基础上，对其所涉核心算法，采用稀疏数据结构与局部通信进行并行算法优化设计，有效减少了通信所涉及的处理器个数与通信量。同时，通过采用非阻塞通信，并将与通信无关计算进行分离与前置的方法，进行计算与通信重叠，以有效隐藏通信开销的影响。实验结果表明，优化所得算法相比现有算法具有明显改进，特别是对稀疏矩阵稠密向量乘与单元贡献装配，改进很大。同时，随着任务个数的增加，改进效果越明显。

关键词：有限元,刚度矩阵,稀疏矩阵,并行算法,混凝土试件,

基金资助：国家自然科学基金（41875121；61379022）资助项目.