發(fā)布時間：2021-08-24 02:16

　　當(dāng)有限元法用于分析大型電氣設(shè)備的電磁場時,需要大量的網(wǎng)格來獲得更準(zhǔn)確的結(jié)果,這會導(dǎo)致大規(guī)模的計算。但由于計算機內(nèi)存和軟、硬件的限制,使用傳統(tǒng)FEM和現(xiàn)有商用軟件無法對這類問題實現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的計算。因此,本文研究了基于CPU+GPU異構(gòu)計算系統(tǒng)CUDA（Compute Unified Device Architecture）平臺的單元級別有限元并行算法及并行計算過程的優(yōu)化技術(shù)。本文推導(dǎo)了二維、三維EBE（element-by-element）-FEM的數(shù)學(xué)模型,通過對具有精確解算例的分析驗證了算法和程序的正確性。研究了基于CUDA平臺的異構(gòu)架構(gòu)和線程模型,建立了結(jié)合Jacobi預(yù)處理共軛梯度法的EBE-FEM（EBE-J-PCG）的CPU+GPU異構(gòu)計算模型,給出了二維和三維并行EBE-J-PCG法的具體迭代過程。研究了規(guī)約操作中的線程分支和程序中的循環(huán)。提出了指令級（Instruction-level）的線程-數(shù)據(jù)重映射方法和循環(huán)展開方法,這兩者分別用于優(yōu)化規(guī)約操作的尋址過程和程序中的循環(huán)。另外,提出了一個計算展開因子的數(shù)學(xué)模型,并應(yīng)用于二維串行EBE-FEM程序。所有相應(yīng)的程序均使用... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

網(wǎng)格剖分圖

沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文12則矩形ABDE可以作為求解區(qū)域。以標(biāo)量磁勢為變量，AB和CDE上存在第一類邊界條件。在CDE上設(shè)置0m，在AB上設(shè)置700mA，接下來按照傳統(tǒng)有限元求解過程進行求解，便能夠得到各個節(jié)點上的磁勢。圖2.2電機開口槽剖分圖Fig.2.2Themeshofanopenslotofmotor圖2.3計算結(jié)果比較Fig.2.3Comparisonofcalculationresults圖2.3顯示了通過并行EBE-J-PCG程序與傳統(tǒng)有限元法計算得出的結(jié)果的比較，兩者計算的各個節(jié)點磁位值結(jié)果完全相同，這驗證了EBE-J-PCG方法和程序的正確性。2.3三維EBE有限元法數(shù)學(xué)模型2.3.1EBE有限元離散格式使用加權(quán)余量法可以將三維有限元方程離散化為以下矩陣形式：Axb(2.22)

沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文12則矩形ABDE可以作為求解區(qū)域。以標(biāo)量磁勢為變量，AB和CDE上存在第一類邊界條件。在CDE上設(shè)置0m，在AB上設(shè)置700mA，接下來按照傳統(tǒng)有限元求解過程進行求解，便能夠得到各個節(jié)點上的磁勢。圖2.2電機開口槽剖分圖Fig.2.2Themeshofanopenslotofmotor圖2.3計算結(jié)果比較Fig.2.3Comparisonofcalculationresults圖2.3顯示了通過并行EBE-J-PCG程序與傳統(tǒng)有限元法計算得出的結(jié)果的比較，兩者計算的各個節(jié)點磁位值結(jié)果完全相同，這驗證了EBE-J-PCG方法和程序的正確性。2.3三維EBE有限元法數(shù)學(xué)模型2.3.1EBE有限元離散格式使用加權(quán)余量法可以將三維有限元方程離散化為以下矩陣形式：Axb(2.22)


本文編號：3359075