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多维非线性动力系统全局分析的科学计算技术导论。 (英语) 兹伯利07336290

Jauregui,Juan Carlos(编辑),非线性结构动力学和阻尼。查姆:斯普林格。机械。机器。科学。69, 1-43 (2019).
摘要:要确定动力系统的全局行为,必须找到不变集(吸引子)及其各自的吸引域。由于这不能用分析方法广泛进行,数值全局分析目前是深入研究的主题,特别是对于强非线性、多维动力系统。大于4维的数值分析是一个挑战,因为它需要大量的计算资源。全局分析中使用的数值方法可以从高性能计算中受益,这些方法可以大规模并行化数据或任务细化。大规模并行化带来了大量困难、限制和编程风险。如果没有按照硬件组织实施,数据和指令管理可能会导致并行算法性能的严重损失。因此,设计并行程序的系统化和系统化方法对于从昂贵的高性能计算系统中获得最大价值和避免不切实际的加速期望至关重要。考虑到这些困难,本章的目的是向读者介绍用于强非线性多维动力系统科学和全局分析的高功率计算系统。涵盖的主题是硬件和软件的分类和性能、计算问题的类别和程序的系统设计。考虑了用于科学计算的两个主要硬件平台,集群和带有计算GPU的系统。描述了用于高功率计算系统的广泛使用的软件解决方案(OpenMP、MPI、CUDA和OpenCL)的功能。介绍了各个计算机组件的性能,以便读者了解每个硬件平台的优缺点、效率和局限性。有了这些知识,用户可以判断他们的计算问题是否适合大规模并行化。如果是这种情况,则使用哪些硬件和软件平台。为了避免并行编程的许多陷阱,本文介绍了一种方法论设计方法。主题以科学和全球分析中的示例应用程序结束。
关于整个系列,请参见[Zbl 1461.70003号].

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65页 动力系统中的数值问题
65磅 常微分方程的数值方法
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全文: 内政部

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