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A Subdomain-Based GPU Parallel Scheme for Accelerating Perdynamics Modeling with Reduced Graphics Memory
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PRE
AI
DOI：10.32604/cmes.2026.075980.png)
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摘要
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离散单元法（PD）在处理断裂问题中展现出独特优势，但其非局部性和无网格离散化导致高昂的计算与存储成本。此外，在工程应用中，传统GPU并行方案的运算规模常受限于GPU设备的有限显存。本研究开发了一种基于单元链接列表法的粒子信息管理策略，并在此基础上提出了基于子域的GPU并行方案，该方案在特定计算核心中表现出卓越的加速性能，同时显著降低显存使用。与经典并行方案相比，单元链接列表法促进了子域内粒子信息的有效管理，使所提并行方案通过优化子域大小和数量有效减少显存使用，并显著提升邻域搜索速度。PD算例表明，所提并行方案大幅提升了邻域搜索效率，相对于串行程序实现显著加速。例如，不计数据传输时间，该方案在一测试案例中实现高达1076.8倍的显著加速，归因于其在邻域搜索中的高效计算性能。此外，对于包含数千万粒子的2D和3D PD模型，显存使用量可分别降低至83.6%和85.9%。因此，该基于子域的GPU并行方案有效避免了显存不足问题，同时显著提升计算效率，为研究更复杂的大规模问题提供了新思路。
Keyword:
Peridynamics
GPU
CUDA
parallel computing
cell-linked list
期刊
C
IF:
2.5
论文数:
354
被引数:
0
机构
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