基于CUDA的有限元矩阵并行装配算法研究

摘要：

构建航天飞行器的结构有限元模型是准确模拟飞行仿真、完成飞行器在轨飞行阶段结构故障监测和诊断的基础.采用细长体飞行器简化梁模型,提出新的基于CUDA(Compute Unified Device Architecture)的有限元单元刚度矩阵生成和总刚度矩阵组装算法.依据梁单元矩阵的对称性,结合GPU硬件架构提出并行生成算法并进行改进.为有效减少装配时间,在装配过程中采用着色算法,提出了基于GPU(Graphics Processing Unit)共享内存的非零项组装策略,通过在不同计算平台下算例对比,验证了新算法的快速性.数值算例表明,本文算法的求解效率较高,针对一定计算规模内的模型可满足快速计算与诊断的实时性要求.

关键词：有限元、数值计算、特征矩阵组装、CUDA

所属期刊栏目：37

分类号：TP391.9;O242.21(计算技术、计算机技术)

资助基金：国防基础科研项目A0420132102

在线出版日期：2020-07-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：368-376