The Transactions of the Korea Information Processing Society
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v.4
no.11
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pp.2711-2720
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1997
Multitasking and microtasking on the CRAY machine provides still another way to improve computational power. Since CRAY-2 has 4 processors we can achieve speedup up to 4 properly designed algorithms. In this paper we present two parallelizations of linear system solution in the CRAY-2 with multitasking and microtasking library. One is the LU decomposition on the dense matrices and the other is the iterative solution of large sparse linear systems with the preconditioner proposed by Radicati di Brozolo. In the first case we realized a speedup of 1.3 with 2 processors for a matrix of dimension 600 with the multitasking and in the second case a speedup of around 3 with 4 processors for a matrix of dimension 600 with the multitasking and in the second case a speedup of around 3 with 4 processors for a matrix of dimension 8192 with the microtasking. In the first case the speedup is limited because of the nonuniform vector lenghts. In the second case the ILU(0) preconditioner with Radicati's technique seem to realize a reasonable high speedup with 4 processors.
88년 9월중에 한국과학기술연구원 시스템공학연구소가 당시의 슈퍼컴퓨터 중 최상위 성능을 가진 Cray-2S(4 CPU, 1GB)를 설치함에 따라 국내에도 슈퍼컴퓨터 시대가 열리게 되었으며, 90년 10월에 산업계에서는 최초로 기아자동차에서 Cray Y/MP(1CPU)를 설치한 이래 최근에 국방과학연구소, 삼성그룹에서도 Cray Y/MP계열의 슈퍼컴퓨터를 설치하여 과학기술 계산 및 공학해석에 폭넓게 활용할 전망이다. 따라서 본 고에서는 슈퍼컴퓨터의 정의 및 분류, 특징과 보급현황에 대하여 알아보고 슈퍼컴퓨터 및 병렬처리기술을 이용한 유한요소해석에 관하여 간략히 기술하고저 한다.
한국과학기술연구원(KIST)부설 시스템공학연구소(SERI)가 보유하여 일반 사용자들에게 공개하고 있는 구조해석 S/W/로는 ABAQUS, ADINA, BOPACE-3D, DYNA-3D, MSC/NASTRAN, DIS/ADLPIPE, SAP5, KISTRAS, NONSAP, MARC 등을 들 수 있다. 이들 중 DIS/ADLPIPE, SAP5, KISTRAS, NONSAP은 CDC CYBER 960-31에 설치되어 있고 MARC는 NAS AS/XLV50에 설치되어 있으며 나머지는 CRAY-25 슈퍼컴퓨터에 설치되어 있다. 본 고에서는 이들 중에서 CRAY-2S 슈퍼컴퓨터에 설치되어 있으며 다양한 비선형 구조해석기능을 가지고 있는 ABAQUS, ADINA, MSC/NASTRAN 및 DYNA-3D에 대하여 개요, 기능 및 사용방법을 간략히 소개하고저 한다.
본 논문에서는 시뮬레이션 속도 향상을 위하여 VHDL(Very high speed integrated circuit Hardware Description Language)로 기술된 디지털 회로 시뮬레이션을 위한 병렬 분산 VHDL 시뮬레이터(Parallel Distributed VHDL Simulator : PDVS)를 개발한다. 개발된 프로그램을 대규모 병렬 프로그래밍 환경에서도 수행될 수 있도록 하기 위해서 표준 통신 라이브러리인 MPI(Message Passing Interface)를 이용하여 구현된다. PDVS 의 전체적인 시스템구성도, PDVS 에 사용된 시뮬레이션 프로토콜, 전역가상시간 계산 메카니즘 및 논리적 프로세스의 내부 구성요소들간의 관계와 PDVS의 제어 흐름도를 제시한다. 그리고 본 연구에서는 병렬 분산 시뮬레이션의 병렬성 정도를 분석하기 위하여 디지털 회로의 크기 변화와 처리되는 사건수(grain size)의 변화에 따른 성능 결과를 제시한다. 이 연구에서 4배크기의 디지털 회로를 적용한 경우는 프로세서를 12개 사용할 때에 8배의 속도향상을 얻었다. 그리고 처리되는 사건의 수가 200인 경우는 프로세서를 32개 사용할 때에 12배의 속도향상을 얻었다. 또한 동일한 방법을 SGI Origin 2000, Cray T3e 및 IBM SP2에 적용함으로서 그 성능의 간접적인 비교결과도 제시한다.
유한요소해석프로그램들의 적용대상이 최근들어 다(多) 자유도의 비선형문제로 확대됨에 따라 컴퓨터의 계산속도가 특히 중요한 제한조건으로 대두되기 시작하였으며 금속성형해석, 자동차 등의 충돌해석(자유도가 2만-6만), 토질 및 콘크리트 등의 점소성해석과 더불어 항공기, 터빈 등의 열응력해석 및 동적해석 등에 있어서는 막대한 계산시간으로 인하여 해석의 효율성에 대한 문제가 제기되고 있다. 따라서 슈퍼컴퓨터를 포함하여 고속연산기능을 가진 병렬처리컴퓨터를 이용하여 유한요소해석을 수행하여야 할 필요성이 증가하고 있다. 88년 9월중에 한국과학기술원 시스템공학센터에 현존하는 슈퍼컴퓨터중 최상위 성능을 가진 CRAY2S가 설치됨에 따라 국내에도 슈퍼컴퓨터시대가 열리게 되었으며 따라서 본 고에서는 CRAY2S의 시스템개요 및 응용소프트웨어에 대하여 소개하고 슈퍼컴퓨터를 이용한 유한요소해석에 관하여 간략히 기술하고저 한다.
Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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1992.10a
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pp.19-24
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1992
Design sensitivity analysis method for the vibration of vehicle structure is developed using adjoint variable method. A variational approach with complex response method is used to derive sensitivity expression. To evaluate sensitivity, FEM analysis of ship deck and vehicle structure are performed using MSC/NASTRAN on the super computer CRAY2S, and sensitivity computation is carried on PC. The accuracy of sensitivity is verified by the results of finite difference method. When compared to structural analysis time on CRAY2S, sensitivity computation is remarkably economical. The sensitivity of vehicle frame can be used to reduce the vibration responses such as displacement and acceleration of vehicle.
반도체, 항공.우주, 신소재 등 첨단 산업기술 부문의 연구개발 고도화의 필요성에 효과적으로 부응하고 국내 기초과학 육성을 위하여 CRAY-2S가 설치되었다. 선진 각국의 무역장벽이 높아지고 지적소유권 보호가 강화됨에 따라 첨단기술의 도입이 점차 어려워지는 이때 학계와 연구소의 기초연구에 활용, 국내 연구 수준을 선진국 대열로 높이고, 국내 산업계의 신제품 개발 및 산업 생산성 증대에 활용하여 국산품의 국제 경쟁력을 제고하는 것이 바람직하다.
Design sensitivity analysis method for the vibration of vehicle structure is developed using adjoint variable method. A variational approach with complex response method is used to derive sensitivity expression. To evaluate sensitivity, FEM analysis of ship deck and vehicle structure are performed using MSC/NASTRAN installed in the super computer CRAY2S, and sensitivity computation is performed by PC. The accuracy of sensitivity is verified by the results of finite difference method. When compared to structural analysis time on CRAY2S, sensitivity computation is remarkably economical. The sensitivity of vehicle frame can be used to reduce the vibration responses such as displacement and acceleration of vehicle.
We solved n-body problem about 9 planets, moon, and 4 minor planets with relativistic effect related to the basic equation of motion of the solar system. Perturbations including flgure potential of the earth and the moon and solid earth tidal effect were considered on this relativistic equation of motion. The orientations employed precession and nutation for the earth, and lunar libration model with Eckert's lunar libration model based on J2000.0 were used for the moon. Finally, we developed heliocentric ecliptic position and velocity of each planet using this software package named the SSEG (Solar System Ephemerides Generator) by long-term (more than 100 years) simulation on CRAY-2S super computer, through testing each subroutine on personal computer and short-time(within 800 dyas) running on SUN3/280 workstation. Epoch of input data JD2440400.5 were adopted in order to compare our results to the data archived from JPL's DE 200 by Standish and Newhall. Above equation of motion was integrated numerically having 1-day step-size interval through 40,000 days (about 110 years long) as total computing interval. We obtained high-precision ephemerides of the planets with maximum error, less $than\pm2\times10^{-8}AU(\approx\pm3km)$ compared with DE200 data (except for mars and moon).
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[게시일 2004년 10월 1일]
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