Gutkowski - Obliczenia rownolegle
Transkrypt
Gutkowski - Obliczenia rownolegle
Proponowany temat pracy: Optymalne projektowanie konstrukcji z wykorzystaniem obliczeń równoległych Opiekun naukowy: Prof. dr hab. inż. Witold Gutkowski Projektowanie konstrukcji inżynierskich jest złożonym procesem iteracyjnym, wiążącym szereg różnych dyscyplin. Zwykle rozpoczyna się on od projektu wstępnego, określającego główne założenia i cele. W dalszym etapie procesu uwzględnione zostają kolejne dziedziny (wymagania) związane z funkcjonowaniem konstrukcji. Są to: założenia architektoniczne, bezpieczeństwo, wytrzymałość, ceny materiałów i wykonania, itp., itd. Zmiany parametrów w jednym obszarze, mogą powodować zmiany funkcji w innych obszarach. Wymagane są wtedy kompromisy (trade-off), prowadzące do rozwiązań o określonym ryzyku. Przy kolejnych iteracjach zmniejsza się liczbę zmiennych parametrów. Ostateczna decyzja co do liczby zmiennych parametrów umożliwia syntezę w postaci optymalizacji wielokryterialnej. Rozwiązaniem tego problemu jest zastosowanie obliczeń równoległych. Obliczenia takie wykonywane mogą być: na wielu rdzeniach procesorów CPU (Multicore processors), procesorach kart graficznych GPU (NVIDIA CUDA), lub na klastrach obliczeniowych (tj. grupie komputerów PC połączonych siecią Ethernet), czy wreszcie na komputerach masowo równoległych (tj. superkomputerach wyposażonych w setki współpracujących ze sobą procesorów). Jednym z bardziej złożonych i czasochłonnych elementów projektowania konstrukcji, jest ten związany z obliczeniami wytrzymałościowymi. Wymaga on stosownego oprogramowania, które pozwoli wykorzystać moc obliczeniową opisanych powyżej konfiguracji sprzętowych. W tym celu oprócz istniejących bibliotek programistycznych jak Basic Linear Algebra Subprograms (BLAS), powstają całe środowiska obliczeniowe przystosowane do obliczeń równoległych jak MATLAB - Parallel Computing Toolbox. Tematem rozprawy, jest zorganizowanie, istniejących programów projektowania, w jeden system obliczeń równoległych. Efektem tego zadania będzie możliwość projektowania optymalnego, uwarunkowanego różnymi wymaganiami konstrukcyjnymi.