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佳构STRAT、ABAQUS计算速度测试

日期:2015/8/20

佳构STRAT、ABAQUS计算速度测试

(上海佳构软件科技有限公司,2015/08/15)

 

【内容提要】

核心求解器速度: STRAT优于ABAQUS 我们已经握住塔尖的明珠!

有限元计算速度: ABAQUS优于STRAT

工程处理过程速度: STRAT优于ABAQUS

 

佳构STRAT近期实现了LDLT直接法求解器的并行化。求解器是有限元软件的核心,决定了工程计算的速度和容量。LDLT直接法的并行化,需要采用另外的技术架构,为此重新编写了核心源代码。

值此之际,与国际权威软件ABAQUS进行对比测试。结果表明,佳构STRAT软件独立研发的核心求解器,已经是国际最快求解器之一。

佳构STRATPCG迭代法求解器在此之前已经实现并行化。

 

1、测试模型

简单框架结构,平面400m´200m,柱跨8m,井字次梁间隔2m。层高3m,共3层。作用简单楼面均布荷载。不进行振型、反应谱等动力分析。

模型节点总数6.2228万,梁柱构件总数12.4875万。自由度总数36.5418(总刚行数)

测试用电脑:处理器intel i5-3470 @3.2GHz 四核,内存4GB64位系统。

 

  

STRAT模型                                         ABAQUS模型                      

 

2、测试结果及分析

a) 核心求解器层次 (矩阵分解)

直接法,STRAT(高级优化)优于ABAQUS,单核快18%,并行快12%,是目前国内外优化最好的求解器,(表2)。

迭代法,STRAT的多核并行迭代优于ABAQUS,约7.5倍,毫无疑问目前国内外最快,(表3)。

b) 有限元计算层次 (由计算数据è得到位移内力)

ABAQUS优于STRAT,快36%。ABAQUS在矩阵优化与矩阵分解之间取得最佳平衡。

此外,STRAT单元分析等过程为实现并行、未利用64位大内存,仍具潜力。

b) 工程处理过程层次 (由前处理模型è计算数据è得到位移内力)

STRAT显著优于ABAQUS,快5.3倍。(表1、3)

现代有限元图形处理时间大于力学计算时间。STRAT差不多是唯一“用计算技术编制图形功能”的软件,整体效率极高。

表1、数据准备时间

注:STRAT“单元整合”检测几何、荷载信息,属于前处理。为可选项,可以不整合,或部分整合以节省时间。

 

表2:直接法计算时间 (三次计算,单位:秒)

 

LDLT分解(并行)

注:矩阵优化时间:STRAT单独列出;ABAQUS没有单独列出,可能含矩阵优化、单元分析等过程。

 

表3、迭代法(并行)计算时间

注:佳构STRAT采用PCG迭代法,ABAQUS采用程序隐含方法。

 

3、计算过程信息

1) ABAQUS前处理步骤和时间

 

 

 

几何体合并

网格生成 

数据检测

 约21分 

约10分

约14分

 

2) ABAQUS计算过程信息

                       

直接法(1)                                             直接法(2)

    

直接法(3)                                            直接法(并行)

        

迭代法(并行)                                      ABAQUS参数设置

 

2) STRAT计算过程信息 (ifo文件)

     

           快速(1)               快速(2)                   高级(1)                      高级(2)                          PCG迭代

   

      快速(并行1)                 快速(并行2)                   高级(并行1)                     高级(并行2)

 

 

 



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