グラフィックス処理ユニットを含む分散アーキテクチャ上のガスタービンロータディスクのための高性能計算確率的破壊力学実装【JST・京大機械翻訳】

Gajjar1 Mrugesh; Amann Christian; Kadau Kai

文献

J-GLOBAL ID：202202244867092428 整理番号：22A0111111

グラフィックス処理ユニットを含む分散アーキテクチャ上のガスタービンロータディスクのための高性能計算確率的破壊力学実装【JST・京大機械翻訳】

High-Performance Computing Probabilistic Fracture Mechanics Implementation for Gas Turbine Rotor Disks on Distributed Architectures Including Graphics Processing Units

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資料名：
巻： 144 号： 1 ページ： Null 発行年： 2022年
JST資料番号： E0270B ISSN： 0742-4795 CODEN： JETPEZ 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

中央処理ユニット(CPU)とグラフィックス処理ユニット(GPU)を含む不均一高性能コンピューティング(HPC)アーキテクチャのための効率的なモンテカルロベース確率的破壊力学シミュレーション実装を提示した。特定の応用は,エネルギー部門のための大型ガスタービンロータコンポーネントに焦点を合わせる。信頼できる確率的リスク定量化は,モンテカルロ(MC)試料の数百万から10億までのシミュレーションを必要とする。修正Runge-Kuttaアルゴリズムを適用して,初期亀裂サイズ,位置,材料および使用条件を変えて,この多数の亀裂の疲れ亀裂成長を数値的に解いた。この計算集約的シミュレーションは,メッセージ通過インタフェイス(MPI)パラダイムを利用する数百CPUを含む並列および分散HPCアーキテクチャ上で,効率的でスケーラブルな実行が既に実証されている。本研究では,ステップをさらに進め,並列化戦略におけるGPUを含む。ネットワーク上に分布する計算ノード上で1つ以上のGPUを共有するための負荷分布スキームを開発した。GPUsに関するシミュレーションを行う際の技術的課題と解決戦略を詳細に述べる。修正Runge-Kutta積分ステップの鍵計算は,単一スレッドCPUと比較して,典型的なGPU上で2桁以上高速化することを示した。これは,実装で利用される多次元テーブルの効率的な補間のためのGPUテクスチャの利用によって支持される。GPU実装の弱い,強いスケーリング,すなわち,より多くのMCサンプルを解くか,あるいは計算ターンアラウンド時間を削減するために,多数のGPUs/CPUを効率的に利用できることを実証した。4世代にわたる7つの異なるGPUにおいて,提示した確率的破壊力学シミュレーションツールProbFMは,単一スレッドCPU実装と比較して,16.4×47.4×のスピードアップを達成した。Please refer to the publisher for the copyright holders. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

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ガスタービン , 金属材料

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