Сравнение ленточного и разреженного алгоритма

оптимизации матрицы жесткости

 в системе ИСПА.

 

Александр Николаевич Мухин

Александр Александрович Мухин

 

В данной статье проведем сравнение скорости полной факторизации матрицы жесткости при ленточном и разреженном методе оптимизации в системе ИСПА.

Ленточный алгоритм предназначен для уменьшения ширины ленты в процессе решения системы линейных алгебраических уравнений. В системе ИСПА реализован обратный алгоритм Катхилла-Макки.

Разреженный алгоритм предназначен для уменьшения количества операций в процессе решения СЛАУ. В системе ИСПА реализован метод вложенных сечений.

Решение будем проводить на компьютере с процессором Intel I7 – 3930, 64 Гб оперативной памяти.  Операционная система WINDOWS 7 (64 разряда).

 

Рассмотрим  модель представленную на рис. 1. Модель  содержит 2 821 816 узлов и 2 863 643 элементов (15 238 988 уравнений).

Модель состоит из 3-х и 4-х узловых оболочечных  элементов. 

 

 

Рис 1.

 

Время работы ленточного оптимизатора составляет 14 минут. Максимальная ширина ленты - 11 183. Средняя ширина ленты - 6 738.

Время полной численной факторизации матрицы жесткости составляет 118 часов.

Время работы разреженного оптимизатора составляет 1 мин. 41 сек.

Время полной численной факторизации матрицы жесткости составляет 88 секунд.

 

Сравнив время полной численной факторизации 118 часов и 88 секунд приходим к выводу, что скорость работы конечно-элементной программы зависит не только от скорости компьютера, но и от реализованных алгоритмов решения.

 

Декабрь 2012 г.