Algoritmo de Elementos Finitos Paralelo para Grandes Deformaciones Elásticas: Desarrollo y Validación del Programa
Autores: Chen, Yuhang; Hu, Caibo; Zhang, Huai
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Algoritmo de Elementos Finitos Paralelo para Grandes Deformaciones Elásticas: Desarrollo y Validación del Programa
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería General
Palabras clave
Comprensión
Gran deformación elástica
Método de elementos finitos
Eficiencia paralela
Deformación tectónica
Rendimiento computacional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 48
Citaciones: Sin citaciones
Una comprensión integral de la deformación elástica grande, caracterizada por sus propiedades no lineales de tensión y deformación, es vital para examinar la deformación tectónica a lo largo de escalas de tiempo geológicas. Empleamos la plataforma de software PFELAC 2.2 para automatizar la generación de códigos paralelos de elementos finitos de deformación elástica grande. Al escribir solo una cantidad mínima de lenguaje fundamental de elementos finitos basado en el principio de trabajo virtual, mejoramos significativamente la eficiencia del desarrollo del programa. La precisión del método de elementos finitos se valida rigurosamente mediante comparaciones con soluciones analíticas de dos modelos idealizados. Además, investigamos las influencias de la densidad de la malla y el número de núcleos de CPU en el rendimiento computacional. A medida que aumenta el número de núcleos, la relación de aceleración paralela aumenta, pero la eficiencia paralela disminuye. Para 16 núcleos, la aceleración varía de 11.36 a 12.24, con una eficiencia paralela entre 0.71 y 0.77. En contraste, para 64 núcleos, la aceleración está entre 24.70 y 34.78, mientras que la eficiencia paralela cae entre 0.39 y 0.43. La aplicación del programa para simular la deformación de pliegues crustales revela marcadas diferencias entre las teorías de deformación grande y pequeña, enfatizando la importancia crítica de la teoría de deformación grande en los estudios tectónicos.
Descripción
Una comprensión integral de la deformación elástica grande, caracterizada por sus propiedades no lineales de tensión y deformación, es vital para examinar la deformación tectónica a lo largo de escalas de tiempo geológicas. Empleamos la plataforma de software PFELAC 2.2 para automatizar la generación de códigos paralelos de elementos finitos de deformación elástica grande. Al escribir solo una cantidad mínima de lenguaje fundamental de elementos finitos basado en el principio de trabajo virtual, mejoramos significativamente la eficiencia del desarrollo del programa. La precisión del método de elementos finitos se valida rigurosamente mediante comparaciones con soluciones analíticas de dos modelos idealizados. Además, investigamos las influencias de la densidad de la malla y el número de núcleos de CPU en el rendimiento computacional. A medida que aumenta el número de núcleos, la relación de aceleración paralela aumenta, pero la eficiencia paralela disminuye. Para 16 núcleos, la aceleración varía de 11.36 a 12.24, con una eficiencia paralela entre 0.71 y 0.77. En contraste, para 64 núcleos, la aceleración está entre 24.70 y 34.78, mientras que la eficiencia paralela cae entre 0.39 y 0.43. La aplicación del programa para simular la deformación de pliegues crustales revela marcadas diferencias entre las teorías de deformación grande y pequeña, enfatizando la importancia crítica de la teoría de deformación grande en los estudios tectónicos.