首页 期刊 机械设计与制造 二维结构拓扑优化的GPU并行计算方法研究 【正文】

二维结构拓扑优化的GPU并行计算方法研究

作者:刘家彤; 王春洁; 吴健; 付志方 北京航空航天大学机械工程及自动化学院; 北京100191; 北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室; 北京100191
拓扑优化   gpu并行计算   节点刚度   固体各向同性材料惩罚法   cuda  

摘要:针对结构拓扑优化中存在的计算量大,计算效率低的问题,以二维结构拓扑优化问题为研究对象,提出了一种GPU并行计算方法。通过对已有串行算法进行研究,结合GPU并行计算的基本特点,采用节点刚度方法计算结构刚度矩阵,相对于MATLAB向量化计算,该算法加速效果显著。以固体各向同性材料惩罚法进行结构拓扑优化为例,在CUDA平台下实现了对结构化网格二维拓扑优化问题的GPU并行计算,得到了清晰的拓扑构型,将该方法与现有计算方法进行对比,GPU并行计算速度有较大提升。

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