面向多尺度拓扑优化的渐进均匀化GPU并行算法研究

TP391; 针对多尺度结构拓扑设计计算效率低等问题,提出了一种基于水平集渐进均匀化的多尺度拓扑优化并行算法.基于通用图形处理器(graphics processing unit,GPU),通过水平集初始化、大型稀疏刚度矩阵方程求解以及本构矩阵并行计算,可大幅提升渐进均匀化算法的效率.实验结果表明,当三维晶胞单元网格细化至分辨率为10万时,多尺度结构拓扑优化GPU并行算法较CPU串行算法快数十倍....

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Published in:浙江大学学报（理学版） Vol. 50; no. 6; pp. 722 - 735
Main Authors: 夏兆辉, 刘健力, 高百川, 聂涛, 余琛, 陈龙, 余金桂
Format: Journal Article
Language:Chinese
Published: 华中科技大学 机械科学与工程学院/智能制造装备与技术全国重点实验室,湖北 武汉 430074%武汉轻工大学 数学与计算机学院,湖北 武汉 430023%上海理工大学 机械工程学院,上海 200093%武汉理工大学机电工程学院,湖北 武汉 430070 25.11.2023
Subjects:
multi-scale topology optimization
渐进均匀化
统一计算设备架构(CUDA)
GPU并行计算
asymptotic homogenization
compute unified device architecture(CUDA)
多尺度拓扑优化
GPU parallel computing
ISSN:1008-9497
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Abstract TP391; 针对多尺度结构拓扑设计计算效率低等问题,提出了一种基于水平集渐进均匀化的多尺度拓扑优化并行算法.基于通用图形处理器(graphics processing unit,GPU),通过水平集初始化、大型稀疏刚度矩阵方程求解以及本构矩阵并行计算,可大幅提升渐进均匀化算法的效率.实验结果表明,当三维晶胞单元网格细化至分辨率为10万时,多尺度结构拓扑优化GPU并行算法较CPU串行算法快数十倍.
AbstractList TP391; 针对多尺度结构拓扑设计计算效率低等问题,提出了一种基于水平集渐进均匀化的多尺度拓扑优化并行算法.基于通用图形处理器(graphics processing unit,GPU),通过水平集初始化、大型稀疏刚度矩阵方程求解以及本构矩阵并行计算,可大幅提升渐进均匀化算法的效率.实验结果表明,当三维晶胞单元网格细化至分辨率为10万时,多尺度结构拓扑优化GPU并行算法较CPU串行算法快数十倍.
Author 刘健力
余金桂
陈龙
高百川
聂涛
余琛
夏兆辉
AuthorAffiliation 华中科技大学 机械科学与工程学院/智能制造装备与技术全国重点实验室,湖北 武汉 430074%武汉轻工大学 数学与计算机学院,湖北 武汉 430023%上海理工大学 机械工程学院,上海 200093%武汉理工大学机电工程学院,湖北 武汉 430070
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Author_FL CHEN Long
GAO Baichuan
YU Jingui
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LIU Jianli
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IngestDate Thu May 29 04:06:15 EDT 2025
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Issue 6
Keywords multi-scale topology optimization
渐进均匀化
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Publisher 华中科技大学 机械科学与工程学院/智能制造装备与技术全国重点实验室,湖北 武汉 430074%武汉轻工大学 数学与计算机学院,湖北 武汉 430023%上海理工大学 机械工程学院,上海 200093%武汉理工大学机电工程学院,湖北 武汉 430070
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Title 面向多尺度拓扑优化的渐进均匀化GPU并行算法研究
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