[보고서]CPU/GPU기반 다물체동역학과 입자완화 유체동역학의 연성 해석기술 연구

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CPU/GPU기반 다물체동역학과 입자완화 유체동역학의 연성 해석기술 연구
Study on the coupled analysis techniques of multibody dynamics and smo othed particle hydrodynamics based on CPU/GPU 원문보기

보고서 정보
주관연구기관	부경대학교 Pukyong National University
보고서유형	최종보고서
발행국가	대한민국
언어	한국어
발행년월	2014-05
과제시작연도	2013
주관부처	미래창조과학부 Ministry of Science, ICT and Future Planning
등록번호	TRKO201500002960
과제고유번호	1345212526
사업명	일반연구자지원(교육부)
DB 구축일자	2015-05-16
DOI	https://doi.org/10.23000/TRKO201500002960

초록 ▼

1차년도 연구성과
연구목표 – CPU/GPU 기반 다물체동역학 해석 프로그램 개발
1. 병렬 컴퓨팅을 위한 GPU기반 CUDA 프로그래밍이 가능한 컴퓨터 시스템 구축
- GPU 컴퓨팅을 위한 NVIDIA Tesla C2075로 구성된 PC
- GPU 디버깅을 위한 NVIDA GeForce GTX 560 Ti GPU 2개가 탑재된 PC
2. GPGPU기반 병렬 프로그래밍 기법 연구를 통한 다물체 동역학 병렬 해석 프로그램 개발
- 행렬 연산의 병렬 프로그래밍 기법 연구 및 적용
- 선형방정식 풀이 함수에 대한 병렬 프로그래밍 기법 연구
3. CPU기반 순차 해석과 병렬 해석 프로그램간의 비교를 통한 효율성 향상 확인
- MSC/ADAMS 소프트웨어를 이용한 open chain 다물체 시스템의 동적 거동 시뮬레이션 수행 및 개발된 프로그램간의 해석 결과 및 효율성 향상 확인
2차년도 연구 성과
연구목표 – 멀티스케일 접촉 모델의 병렬 프로그래밍
1. 다중 입자 접촉 판별 알고리즘의 병렬화 및 입자간 접촉력 계산기법 연구
- Neighboring hood 접촉 판별 알고리즘의 병렬화 적용
- 법선 방향 및 접선방향의 접촉력을 고려한 입자간 상호작용력 적용
2. 이산요소법(DEM) 기법을 이용한 GPGPU기반 다중 입자 접촉 병렬 해석 프로그램 개발
- Velocity-Verlet 적분 알고리즘을 이용한 초기치 문제 해석
- CPU기반 순차 해석프로그램과의 계산 시간 비교를 통한 병렬 프로그램 효율성 향상 확인
3. 실험 수행을 통한 입자간 접촉 파라미터 선정 및 프로그램의 신뢰성 확인
- 실험을 통한 입자-경계 및 입자-입자간 반발계수 측정 particle flow 시뮬레이션을 통한 파라미터 선정
3차년도 연구 성과
연구 목표 – 다물체동역학과 SPH의 연성 해석 프로그램 개발 및 적용
1. 1자유도 질량-스프링 시스템과 입자 기반 유체 해석 프로그램간의 접촉 연성 해석 프로그램 개발
- Monaghan Boundary Force(MBF)를 이용한 유체-경계 상호작용력 적용
2. GPGPU기반 병렬 해석 프로그램의 개발 및 순차 해석 프로그램과의 해석 시간 비교를 통한 효율성 향상 확인
- 효율성 비교를 위한 순차 해석 프로그램과 병렬 해석 프로그램 개발
3. 실험을 통한 유체의 거동에 따른 강체와의 접촉 해석 결과 비교
- 실험과 시뮬레이션의 시간에 따른 유체 거동의 유사한 경향성 확인
- 유체와의 접촉에 의한 강체의 상하 운동에 대한 변위를 비교

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