基于MPI机群环境下的广义逆力法并行化初探

摘要

广义逆力法是一种以力法为力学概念基础,以广义逆矩阵理论为数学理论基础,以迭代求解为求解方式的新算法。该法主要针对材料非线性问题,由于无需像传统的基于位移法的逐步增量法那样逐步递进计算,所以也称特大增量步算法。广义逆力算法的迭代过程可以分为整体阶段和局部阶段,分别可以进行时间上的并行计算和空间上的并行计算。这种可并行性是算法本身所天然蕴含的,不同于结构并行计算领域内传统的基于子结构的并行计算,是一种全新的并行计算思路。机群系统是随着微处理器技术和计算机互连网络技术的迅速发展而出现的一种并行计算系统,它正以其易扩展、易维护、易升级、价格低等优势迅速地扩大着自身的应用范围。基于消息传递方式的并行环境,做为一种目前事实上最流行和通用的并行环境,正在逐渐成为这种编程模型的代表和事实上的标准。广义逆力法在基于MPI机群环境下的初步并行化中有着良好的表现,从实践上印证了该算法的可并行性。严格控制计算时间和通讯时间的比例,合理分配各个计算节点的负载是获得较好并行效率的关键点。