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Computação paralela em GPU para resolução de sistemas de equações algébricas resultantes da aplicação do método de elementos finitos em eletromagnetismo (2014)

  • Authors:
  • Autor USP: CAMARGOS, ANA FLÁVIA PEIXOTO DE - EP
  • Unidade: EP
  • Sigla do Departamento: PEA
  • Subjects: MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS; MÉTODOS ITERATIVOS
  • Language: Português
  • Abstract: Este trabalho apresenta a aplicação de técnicas de processamento paralelo na resolução de equações algébricas oriundas do Método de Elementos Finitos aplicado ao Eletromagnetismo, nos regimes estático e harmônico. As técnicas de programação paralelas utilizadas foram Open- MP, CUDA e GPUDirect, sendo esta última para as plataformas do tipo Multi-GPU. Os métodos iterativos abordados incluem aqueles do subespaço Krylov: Gradientes Conjugados, Gradientes Biconjugados, Conjugado Residual, Gradientes Biconjugados Estabilizados, Gradientes Conjugados para equações normais (CGNE e CGNR) e Gradientes Conjugados ao Quadrado. Todos as implementações fizeram uso das bibliotecas CUSP, CUSPARSE e CUBLAS. Para problemas estáticos, os seguintes pré-condicionadores foram adotados, todos eles com implementações paralelizadas e executadas na GPU: Decomposições Incompletas LU e de Cholesky, Multigrid Algébrico, Diagonal e Inversa Aproximada. Para os problemas harmônicos, apenas os dois primeiros pré-condicionadores foram utilizados, porém na sua versão sequencial, com execução na CPU, resultando em uma implementação híbrida CPU-GPU. As ferramentas computacionais desenvolvidas foram testadas na simulação de problemas de aterramento elétrico. No caso do regime harmônico, em que o fenômeno é regido pela Equação de Onda completa com perdas e não homogênea, a formulação adotada foi aquela em dois potenciais, A-V aresta-nodal. Em todas as situações, os aplicativos desenvolvidos para GPU apresentaram speedups apreciáveis, demonstrando a potencialidade dessa tecnologia para a simulação de problemas de larga escala na Engenharia Elétrica, com excelente relação custo-benefício.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 04.08.2014
  • Acesso à fonte
    How to cite
    A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas

    • ABNT

      CAMARGOS, Ana Flávia Peixoto de; SILVA, Viviane Cristine. Computação paralela em GPU para resolução de sistemas de equações algébricas resultantes da aplicação do método de elementos finitos em eletromagnetismo. 2014.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2014. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-29042015-181255/pt-br.php >.
    • APA

      Camargos, A. F. P. de, & Silva, V. C. (2014). Computação paralela em GPU para resolução de sistemas de equações algébricas resultantes da aplicação do método de elementos finitos em eletromagnetismo. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-29042015-181255/pt-br.php
    • NLM

      Camargos AFP de, Silva VC. Computação paralela em GPU para resolução de sistemas de equações algébricas resultantes da aplicação do método de elementos finitos em eletromagnetismo [Internet]. 2014 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-29042015-181255/pt-br.php
    • Vancouver

      Camargos AFP de, Silva VC. Computação paralela em GPU para resolução de sistemas de equações algébricas resultantes da aplicação do método de elementos finitos em eletromagnetismo [Internet]. 2014 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-29042015-181255/pt-br.php

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