基于cae仿真并行方法的探索

1、基于CAE仿真并行方法的探索摘要：近年來，CAE（計算機輔助工程）技術(shù)的突破性進展，導致在分布式共享存儲器環(huán)境下CAE仿真的并行度達到新的高度。許多科研和商業(yè)使用的CAE軟件可在SGIccNUMA體系結(jié)構(gòu)的256個處理器系統(tǒng)上運行。當代采用并行算法的典型CAE軟件解決了中等并行度的瓶頸問題。但是要想得到處理100個處理器的并行功能，用戶必須考慮一下系統(tǒng)軟件的性能和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。增強并行可擴展能力的研究將繼續(xù)在軟硬件方面發(fā)展下去，這將使造型

2、分辨率進一步提高成為可能。關(guān)鍵詞：CAE仿真的并行方法傳統(tǒng)工業(yè)，諸如汽車、宇航和電站正面臨要求越來越短的開發(fā)周期，并且要面臨安全、環(huán)保和燃料充分利用的全面挑戰(zhàn)。在富有競爭的商業(yè)環(huán)境中，傳統(tǒng)工業(yè)也需要高質(zhì)量和設(shè)計優(yōu)良的產(chǎn)品。隨著CAE技術(shù)的不斷發(fā)展，仿真給業(yè)界提供了一個輔助設(shè)計的方法，使設(shè)計效率大為提高。以前，CAE仿真對工業(yè)設(shè)計的影響有限，這是因為建模和解決問題的時間不能滿足開發(fā)進度的要求。在20世紀80年代，矢量體系結(jié)構(gòu)計算機大大改善

3、了CAE仿真的速度問題，但是這種改善是以很高的費用為代價的。精簡指令集計算機（RISC）在20世紀90年代的出現(xiàn)，提高了性能價格比，但是基于總線共享內(nèi)存并行操作的規(guī)模不能超過8個處理器。和SMP聯(lián)合在一起的混合并行方法。而且混合并行方法已得到越來越普遍的應(yīng)用，它包括了Eulerian和Lagrangian力學的混合，例如燃燒的仿真?；旌喜⑿蟹椒ㄓ绕溥m合于分布式共享內(nèi)存結(jié)構(gòu)的SGI2800。SGI2800分布式共享內(nèi)存系統(tǒng)基于高速緩存一致

4、性非均衡存儲器訪問（ccNUMA）結(jié)構(gòu)。內(nèi)存在物理上是分布式的，但是在邏輯上對于用戶而言是資源共享的。為了減少妨礙高帶寬和可伸縮性的等待時間，SGIccNUMA的實現(xiàn)通過非阻塞的互連設(shè)計，把內(nèi)存分布到每個處理器上。同時，為了簡化編程任務(wù)，采用獨特的高速緩存一致性的目錄存儲器，提供一個用戶可全局尋址的內(nèi)存資源。一個單一系統(tǒng)映像的SGI2800系統(tǒng)可擴展到512個處理器，并且內(nèi)存可以擴展到1Tb。這個系統(tǒng)是目前工業(yè)上可用的最大的SMP系統(tǒng)。

5、發(fā)展方向：研究部門與工業(yè)界將繼續(xù)增加它們在CAE技術(shù)方面的投資，把它作為產(chǎn)品和過程設(shè)計的輔助工具。這完全是由于經(jīng)濟利益和可擴展的CAE所帶來的質(zhì)量改善所驅(qū)動的。有效的CAE仿真意味著提高造型分辨率的進一步提高，并在早期開發(fā)階段就可以作出更為全面的評價。運算法則的進步和新的硬件體系結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)導致了CAE方法論的提高，伴隨這些進步，已改善的CAE可伸縮能力將進一步進入到一個嶄新的十年。這些提高將刺激CFD建模在瞬間流動狀態(tài)的應(yīng)用、建筑機械學