PFI-TT: A Parallel Computing Engine for Simulation of Complex Multi-Scale Systems

PFI-TT:用于复杂多尺度系统仿真的并行计算引擎

基本信息

  • 批准号:
    1827730
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 20万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-08-01 至 2022-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The broader impact/commercial potential of this PFI project stems from the development of an inexpensive, highly parallel computing platform to solve scientific and engineering simulations while taking advantage of the front end and post-processing tools of commercially available finite-element software. The breakthrough scientific and commercial opportunity stems from the use of parallel computing hardware developed in recent years in support of the computer gaming industry, that has not been leveraged yet for solution of simulation problems currently addressed using finite element methods. This can lead to a breakthrough in the simulation industry by embracing an approach to the solution of boundary value problems that does not require inversion of large matrices. The proposed approach will benefit several scientific and engineering applications where large dimensions or multi-scale geometries makes meshing computationally prohibitive, and addresses critical bottlenecks in engineering design and simulation, in particular in transient analysis and design optimization. The potential business opportunity is significant: the successful adoption of the proposed approach would lead to a major breakthrough in the performance of software for engineering and scientific simulation, while exploiting newly available parallel computing resources (gaming graphics engines).The proposed project supports the development of an inexpensive, highly parallel simulation platform that can be integrated with pre and post processing tools of existing finite-element software. The proposed module will be implemented using gaming graphics processors, enabling a breakthrough speed-up in simulation time compared to conventional finite element software. The final deliverables will be presented to potential partners or investors for commercialization and future development. Interviews with engineers and scientists under an NSF I-Corps study revealed a significant need and interest for simulation tools that address the bottlenecks of existing finite-element tools, in particular in terms of prohibitively long simulation times. The proposed project is transformative for the following reasons: (i) A novel approach for the simulation of complex systems using highly-parallel computing is proposed, (ii) the proposed approach can lead to a breakthrough reduction in simulation time compared to available software in large scale problems and transient analyses, and (iii) the proposed approach will lead to a simulation engine that can be integrated with pre and post processing tools from existing finite element method (FEM) software, enabling its use within well developed products that already have a solid customer base.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
这个PFI项目的更广泛的影响/商业潜力源于开发一个廉价的,高度并行的计算平台,以解决科学和工程模拟,同时利用商用有限元软件的前端和后处理工具。突破性的科学和商业机会源于近年来开发的并行计算硬件的使用,以支持计算机游戏行业,这还没有被利用来解决目前使用有限元方法解决的模拟问题。这可能会导致一个突破,在仿真行业拥抱的方法来解决边值问题,不需要大型矩阵求逆。所提出的方法将有利于几个科学和工程应用,其中大尺寸或多尺度几何形状使网格计算望而却步,并解决了工程设计和仿真中的关键瓶颈,特别是在瞬态分析和设计优化。潜在的商业机会是巨大的:成功地采用所提出的方法将导致工程和科学模拟软件性能的重大突破,同时利用新的可用并行计算资源(游戏图形引擎)。拟议的项目支持开发一种廉价的,高度并行的仿真平台,可与现有有限元软件的前处理和后处理工具集成。拟议的模块将使用游戏图形处理器实现,与传统的有限元软件相比,在模拟时间上实现了突破性的加速。最终成果将提交给潜在的合作伙伴或投资者,以进行商业化和未来发展。根据NSF I-Corps研究对工程师和科学家进行的采访显示,他们对解决现有有限元工具瓶颈的模拟工具有很大的需求和兴趣,特别是在过长的模拟时间方面。拟议项目具有变革性,原因如下:(i)提出了一种使用高度并行计算的复杂系统仿真的新方法,(ii)与现有的大规模问题和瞬态分析软件相比,所提出的方法可以导致仿真时间的突破性减少,以及(iii)所提出的方法将导致可以与来自现有有限元方法(FEM)软件的预处理和后处理工具集成的仿真引擎,该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Effective floating volume: a highly parallelizable mesh-free approach for solving transient multiphysics problems in multi-scale geometries with non-linear material properties
  • DOI:
    10.1007/s00466-019-01797-x
  • 发表时间:
    2019-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    R. Bahadori;Hector Gutierrez
  • 通讯作者:
    R. Bahadori;Hector Gutierrez
A parallelizable mesh-free approach for simulation of heat conduction in ferromagnetic particulate materials under magnetic field effect
  • DOI:
    10.1016/j.ijheatmasstransfer.2021.121343
  • 发表时间:
    2021-08
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    R. Bahadori;Hector Gutierrez;S. Shafiee
  • 通讯作者:
    R. Bahadori;Hector Gutierrez;S. Shafiee
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Hector Gutierrez其他文献

Unmet needs for dental care in garment workers in Mexico City
墨西哥城服装工人的牙科保健需求未得到满足
  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Norma Lara Flores;Hector Gutierrez;S. Estrella;Maria De Los Angeles Garduño Andrade;Margarita Pulido Navarro
  • 通讯作者:
    Margarita Pulido Navarro
Phosgene free route to Methyl Diphenyl Diisocynate (MDI): A technical and economical evaluation
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2012.06.095
  • 发表时间:
    2012-10-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Henk van den Berg;Louis van der Ham;Hector Gutierrez;Samuel Odu;Tobias Roelofs;Jan de Weerdt
  • 通讯作者:
    Jan de Weerdt
Resonance Analysis of Fractional-Order Mathieu Oscillator
分数阶 Mathieu 振荡器的谐振分析
Chalazion and Hordeolum Development in Patients with Cystic Fibrosis on Elexacaftor/Ttezacaftor/Ivacaftor Therapy
接受艾沙康唑/特扎康唑/依伐卡托治疗的囊性纤维化患者霰粒肿和麦粒肿的发生情况
  • DOI:
    10.1016/j.ophtha.2024.12.035
  • 发表时间:
    2025-06-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    9.500
  • 作者:
    Malcolm M. Kates;John P. Luckett;Matthew G. Vicinanzo;Hector Gutierrez
  • 通讯作者:
    Hector Gutierrez
Enhanced motivated behavior mediated by pharmacological targeting of the FGF14/Nav1.6 complex in nucleus accumbens neurons
伏隔核神经元中通过靶向 FGF14/Nav1.6 复合物的药理学作用介导的增强动机行为
  • DOI:
    10.1038/s41467-024-55554-7
  • 发表时间:
    2025-01-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    15.700
  • 作者:
    Nolan M. Dvorak;Paul A. Wadsworth;Guillermo Aquino-Miranda;Pingyuan Wang;Douglas S. Engelke;Jingheng Zhou;Nghi Nguyen;Aditya K. Singh;Giuseppe Aceto;Zahra Haghighijoo;Isabella I. Smith;Nana Goode;Mingxiang Zhou;Yosef Avchalumov;Evan P. Troendle;Cynthia M. Tapia;Haiying Chen;Reid T. Powell;Timothy J. Baumgartner;Jully Singh;Leandra Koff;Jessica Di Re;Ann E. Wadsworth;Mate Marosi;Marc R. Azar;Kristina Elias;Paul Lehmann;Yorkiris M. Mármol Contreras;Poonam Shah;Hector Gutierrez;Thomas A. Green;Martin B. Ulmschneider;Marcello D’Ascenzo;Clifford Stephan;Guohong Cui;Fabricio H. Do Monte;Jia Zhou;Fernanda Laezza
  • 通讯作者:
    Fernanda Laezza

Hector Gutierrez的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Hector Gutierrez', 18)}}的其他基金

I-Corps: Mesh-Free Monte Carlo Methods for Integrated Simulation of Multi-Scale Systems
I-Corps:用于多尺度系统集成仿真的无网格蒙特卡罗方法
  • 批准号:
    1707563
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
    Standard Grant
GOALI: Fully Superconducting Electrical Machines for Renewable Energy
GOALI:用于可再生能源的全超导电机
  • 批准号:
    1028621
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: A Mechatronic Framework for Magnetic Suspension Technology
职业:磁悬浮技术的机电一体化框架
  • 批准号:
    0093744
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

叶绿体蛋白 TT3.2 调控水稻耐热性的分子机制研究
  • 批准号:
    24ZR1431200
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
苯并呋喃-6-酮类化合物TT01f通过调控Jagged1/Notch信号通路改善特发性肺纤维化的药理学机制研究
  • 批准号:
    82304596
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
TT3.2通过自噬体-液泡途径调控水稻盐胁迫抗性的分子机制研究
  • 批准号:
    32301745
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于肌红蛋白构象及其氧化还原体系探究tt-DDE加速生鲜牛肉肉色劣变的分子机制
  • 批准号:
    32372384
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
TT02通过巨噬细胞外囊泡miR-122/Wnt途径拮抗石英诱导肺纤维化的机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
核用690TT合金传热管表面划伤诱导应力腐蚀裂纹萌生机理研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    53 万元
  • 项目类别:
    面上项目
HIIT 对TT+DR 小鼠肩袖肌脂肪浸润的治疗效果和机制研究
  • 批准号:
    2021JJ40949
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
GhmiR858靶向TT2协同调控彩色棉纤维色泽形成的分子机制研究
  • 批准号:
    32001591
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

PFI-TT: A Novel Wireless Sensor for Continuous Monitoring of Patients with Chronic Diseases
PFI-TT:一种用于持续监测慢性病患者的新型无线传感器
  • 批准号:
    2345803
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
PFI-TT: Commercial scale production of aligned polymer nanofiber materials and yarns
PFI-TT:定向聚合物纳米纤维材料和纱线的商业规模生产
  • 批准号:
    2345785
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
    Standard Grant
PFI-TT: Vine Robots for In-Pipe Navigation and Inspection of Critical Infrastructure
PFI-TT:用于管道内导航和关键基础设施检查的 Vine 机器人
  • 批准号:
    2345769
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
    Standard Grant
PFI-TT: Smart windows for on-demand control of solar heat and daylight
PFI-TT:用于按需控制太阳热能和日光的智能窗户
  • 批准号:
    2345804
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
    Standard Grant
PFI-TT: A Smart Bipolar Surgical Device for Electrosurgery
PFI-TT:用于电外科的智能双极手术设备
  • 批准号:
    2329783
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
PFI-TT: Bio-inspired enhancement of concrete for carbon sequestration and longevity
PFI-TT:仿生增强混凝土以实现碳封存和长寿
  • 批准号:
    2329856
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
PFI-TT: Local Sensing on Automated Vehicles
PFI-TT:自动驾驶车辆的本地传感
  • 批准号:
    2329820
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
PFI-TT: Prototyping a Electromechanical Sensor to Reduce Cheese Trim Losses
PFI-TT:制作机电传感器原型以减少奶酪边角损失
  • 批准号:
    2345656
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
PFI-TT: Chemical Synthesis of a Natural Product Family of Compounds for Tick-Targeted Prevention and Control
PFI-TT:用于蜱目标预防和控制的天然产物化合物家族的化学合成
  • 批准号:
    2345757
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
    Standard Grant
PFI-TT: A Hybrid Scalable Data Management System Providing Deep Access to the Scientific Knowledge in Data Science
PFI-TT:混合可扩展数据管理系统,提供对数据科学中科学知识的深入访问
  • 批准号:
    2345794
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了