State-Time Approach for Analysis and Simulation of Complex Multicomponent Systems Using Future Massively Parallel Computing Systems
使用未来大规模并行计算系统分析和模拟复杂多组件系统的状态时间方法
基本信息
- 批准号:0219734
- 负责人:
- 金额:$ 23.49万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Continuing Grant
- 财政年份:2003
- 资助国家:美国
- 起止时间:2003-01-01 至 2007-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Kurt S. AndersonDepartment of Mechanical, Aerospace and Nuclear EngineeringRensselaer Polytechnic InstituteNSF Proposal No. 0219734State-Time Approach for Analysis and Simulation of Complex Multicomponent Systems Using Future Massively Parallel Computing ResourcesThe principal objectives of this work are to research state-time methods for performing analysis, simulation, and optimization of complex dynamic systems. The goal is to produce dynamic systems analysis formulations which will be able to more effectively and fully exploit anticipated massively parallel computing resources (i.e. 106 processors). The proposed space-time formulation permits the treatment of time within the equations of motion as a generalized coordinate. This permits the problem of performing the computer simulation, and associated analysis to be parallelized over both space and time, resulting in a far greater level of coarse grain parallelization with an associated decrease in simulation turnaround time. This significant increase arises from the fact that the most advanced of today's parallel dynamics analysis algorithms are sequential in time. Thus parallelization over the domain of the system using currently promoted methods is only beneficial when using a surprisingly limited number of processors, even if many are available. Parallelizing over both space and time results in a drastic increase in the number of coarse grain calculations that may be distributed over the available processors. By forming the equations and solving them in the proposed state-time manner, the level of required sequential calculation relative that which may be performed in parallel is reduced by a factor approximately equal to the number of temporal integration steps (often 105) which would have been performed using current approaches. The proposed method, if successful, will allow the use of more detailed models, for more complex systems, with results obtained at a small fraction of the time required using current formulations.
库尔特·S安德森系机械,航空航天和核工程伦斯勒理工学院NSF提案号0219734状态时间方法的分析和模拟复杂的多组件系统使用未来的大规模并行计算资源这项工作的主要目标是研究状态时间方法进行分析,模拟和优化复杂的动态系统。我们的目标是产生动态系统分析公式,这将能够更有效地和充分利用预期的大规模并行计算资源(即106个处理器)。所提出的时空公式允许将运动方程中的时间作为广义坐标来处理。这允许在空间和时间上并行化执行计算机模拟和相关联的分析的问题,从而导致更高水平的粗粒度并行化,同时减少了模拟周转时间。这一显着的增加是因为当今最先进的并行动力学分析算法在时间上是顺序的。因此,使用当前推广的方法在系统的域上进行并行化仅在使用令人惊讶的有限数量的处理器时是有益的,即使许多处理器可用。在空间和时间上的并行化导致可以分布在可用处理器上的粗粒度计算的数量急剧增加。通过形成方程并以所提出的状态-时间方式求解它们,所需的顺序计算的水平相对于可以并行执行的顺序计算的水平减少了大约等于使用当前方法执行的时间积分步骤的数量(通常为105)的因子。所提出的方法,如果成功的话,将允许使用更详细的模型,更复杂的系统,在一小部分的时间内获得的结果需要使用目前的配方。
项目成果
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