• ISSN: 1674-7461
  • CN: 11-5823/TU
  • 主管:中国科学技术协会
  • 主办:中国图学学会
  • 承办:中国建筑科学研究院有限公司

2014, 6(5): 22-25.

基于OpenSees的大型结构分析GPU高性能计算方法

1. 

清华大学土木工程系, 北京 100084

2. 

北京市建筑设计研究有限公司, 北京 100045

网络出版日期: 2014-10-01

作者简介: 解琳琳(1986-), 男, 博士研究生。主要从事高层结构抗震研究; 陆新征(1978-), 男, 教授, 博士。主要从事结构非线性仿真研究

基金项目: 北京市自然科学基金 8142024国家自然科学基金 91315301国家科技支撑计划课题(2013BAJ08B02), 国家自然科学基金(91315301, 51378299), 北京市自然科学基金(8142024)国家自然科学基金 51378299国家科技支撑计划课题 2013BAJ08B02

GPU Powered High-performance Computing Method for the Analysis of Large-Scale Structures based on OpenSees

1. 

Department of Civil Engineering Tsinghua University, Beijing 100084, China

2. 

Beijing institute of architecture design, Beijing 100045, China

Available Online: 2014-10-01

引用本文: 解琳琳, 韩博, 许镇, 陆新征, 任爱珠. 基于OpenSees的大型结构分析GPU高性能计算方法[J]. 土木建筑工程信息技术, 2014, 6(5): 22-25.

Citation: Xie Linlin, Han Bo, Xu Zhen, Lu Xinzheng, Ren Aizhu. GPU Powered High-performance Computing Method for the Analysis of Large-Scale Structures based on OpenSees[J]. Journal of Information Technologyin Civil Engineering and Architecture, 2014, 6(5): 22-25.

摘要:近年来我国大型结构抗震弹塑性分析得到了广泛应用, 其中OpenSees作为一款开源有限元程序已逐渐成为最具国际影响力的计算平台之一。但是由于该软件的矩阵求解器效率较低, 难以满足大型结构的计算需求。因此本文以GPU高性能求解为技术手段, 在OpenSees中集成了两个基于迭代法的并行线性求解器, 并通过两个大规模模型验证了基于GPU进行大型结构弹塑性分析的可靠性和高效性(加速比9~15), 为进一步开展基于OpenSees的大型结构地震灾变行为研究提供了高效的计算方法。

关键词: 大型结构, 弹塑性分析, OpenSees, GPU, 并行迭代线性求解器
[1]

Lu X, Lu XZ, Guan H, Ye LP.Collapse simulation of reinforced concrete high-rise building induced by extreme earthquakes [J].Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 2013, 42(5):705-723. 

[2]

Li MK, Lu X, Lu XZ, Ye LP.Influence of the soil-structure interaction on the seismic collapse resistance of super-tall buildings [J].Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 2014, 6(5):477-485.doi: 10.1016/j.jrmge.2014.04.006

[3]

Xu LJ, Lu XZ, Guan H, Zhang YS.Finite element and simplified models for collision simulation between over-height trucks and bridge superstructures [J].Journal of Bridge Engineering, ASCE.2013, 18(11):1140-1151.doi: 10.1061/(ASCE)BE.1943-5592.0000472

[4]

Lu X, Lu XZ, Zhang WK, Ye LP.Collapse simulation of a super high-rise building subjected to extremely strong earthquakes [J].Science China Technological Sciences, 2011, 54(10):2549-2560.doi: 10.1007/s11431-011-4548-0

[5]

McKenna F, Scott MH, Fenves GL.Nonlinear finite-element analysis software architecture using object composition [J].Journal of Computing in Civil Engineering, 2009, 24(1):95-107. 

[6]

解琳琳, 黄羽立, 陆新征, 等.基于OpenSees的RC框架-核心筒超高层建筑抗震弹塑性分析[J].工程力学, 2014, 31(1):64-71. 

[7]

Xie Linlin, Huang Yuli, Lu Xinzheng et al.Elasto-plastic analysis for super tall RC frame-core tube structures based on OpenSees [J].Engineering Mechanics, 2014, 31(1):64-71. 

[8]

Xie LL, Lu X, Lu XZ, Huang YL, Ye LP.Multi-layer shell element for shear walls in OpenSees [J].Computing in Civil and Building Engineering, 2014:1190-1197. 

[9]

URL: http://www.luxinzheng.net/download/OpenSees_Workshop/LuXinzheng.pdf.

[10]

Lu XZ, Han B, Hori M, Xiong C, Xu Z.A coarse-grained parallel approach for seismic damage simulations of urban areas based on refined models and GPU/CPU cooperative computing [J].Advances in Engineering Software, 2014, 70:90-103.doi: 10.1016/j.advengsoft.2014.01.010

[11]

NVIDIA. NVIDIA CUDA programming guide. 2012 [EB/OL]. (2012-10-01). http://docs.NVIDIA.com/cuda/pdf/CUDA_C_Programming_Guide.pdf.

[12]

Humphrey JR, Price DK, Spagnoli KE et al. CULA: hybrid GPU accelerated linear algebra routines [C]. SPIE Defense, Security, and Sensing. International Society for Optics and Photonics, 2010: 770502-770502-7.

[13]

CuSP Home Page [EB/OL]. http://cusplibrary.github.io/.

计量
  • PDF下载量(38)
  • 文章访问量(2111)
  • HTML全文浏览量(1908)
目录

Figures And Tables

基于OpenSees的大型结构分析GPU高性能计算方法

解琳琳, 韩博, 许镇, 陆新征, 任爱珠

  • 版权所有© 《土木建筑工程信息技术》编辑部
  • 京ICP备17057008号
  • 地址:北京市朝阳区兴化路2号院1号楼
  • 电话:010-64517910 邮编:100013
  • 微信号:tmjzgcxxjs  QQ:3676678954  E-mail:tmqk@cgn.net.cn
本系统由北京仁和汇智信息技术有限公司设计开 技术支持: info@rhhz.net