供水系统震后水力分析算法并行化研究

作     者：龙立 贺金川 郑山锁 周炎 LONG Li;HE Jinchuan;ZHENG Shansuo;ZHOU Yan

作者机构：西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室陕西西安710055 西安建筑科技大学建筑设计研究院陕西西安710055 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2019YFC1509302) 国家自然科学基金资助项目(51678475) 西安市科技计划项目(2019113813CXSF016SF026) 陕西省教育厅产业化项目(18JC020) 

出 版 物：《华中科技大学学报（自然科学版）》 (Journal of Huazhong University of Science and Technology(Natural Science Edition))

年 卷 期：2020年第48卷第12期

页      码：121-126页

摘      要：为了适应大规模供水系统震后水力分析的需求,提出了基于中央处理单元-图形处理单元(CPU-GPU)异构计算的供水系统震后水力分析算法.该算法结合对称逐次超松弛-近似逆预处理(SSOR-AI)和共轭梯度法(CG)求解线性方程组,其中CPU负责供水管网系统节点及管段的基本数据输入、迭代初值设定、收敛性判断等步骤,GPU负责迭代雅可比矩阵、节点流量闭合差矢量生成及线性方程组求解.算例表明该算法与传统牛顿-拉夫森方法计算所得的节点自由水压及节点流量最大误差分别为0.44%和0.51%,验证了该方法的精确性.该算法预处理效果良好,当供水系统规模较大时,所生成线性方程组的时间较串行方法最高可获得13倍加速效果;整体水力分析效率方面,与基于Cholesky分解的直接法相比可获得6倍加速效果,能够满足大规模供水系统震后水力分析的需求.

主 题 词：水管道系统 震后水力分析 并行计算 牛顿-拉夫森法 共轭梯度法 

学科分类：0810[工学-土木类] 0808[工学-自动化类] 08[工学] 083305[083305] 081403[081403] 0814[工学-地质类] 0833[0833] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.13245/j.hust.201221

馆 藏 号：203995628...